RU2148219C1 - Термоэлектрическая установка захолаживания газа - Google Patents
Термоэлектрическая установка захолаживания газа Download PDFInfo
- Publication number
- RU2148219C1 RU2148219C1 RU99120771A RU99120771A RU2148219C1 RU 2148219 C1 RU2148219 C1 RU 2148219C1 RU 99120771 A RU99120771 A RU 99120771A RU 99120771 A RU99120771 A RU 99120771A RU 2148219 C1 RU2148219 C1 RU 2148219C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- junctions
- heat
- chambers
- cooling
- flow
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B21/00—Machines, plants or systems, using electric or magnetic effects
- F25B21/02—Machines, plants or systems, using electric or magnetic effects using Peltier effect; using Nernst-Ettinghausen effect
-
- G—PHYSICS
- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
- G21D—NUCLEAR POWER PLANT
- G21D7/00—Arrangements for direct production of electric energy from fusion or fission reactions
- G21D7/04—Arrangements for direct production of electric energy from fusion or fission reactions using thermoelectric elements or thermoionic converters
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- High Energy & Nuclear Physics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Details Of Measuring And Other Instruments (AREA)
- Furnace Details (AREA)
- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
Abstract
Установка выполнена из разнесенных по ее объему теплообменных теплоизолированных проточных камер с теплообменными пластинами, которые могут быть расположены параллельно потоку охлаждаемого газа и заполнять весь объем камер. Пластины сопряжены с микротермопреобразователями, объединенными в электрическую цепь с возможностью регулирования напряжения на спаях. Камеры соединены между собой посредством гофрированных патрубков и снабжены входными и выходными коллекторами. Блоки охлаждения горячих спаев выполнены в виде съемных модулей, закрепленных на боковых поверхностях проточных камер посредством внешних стяжек. Использование изобретения позволит увеличить холодопроизводительность установки при ее минимальных габаритах и больших объемах охлаждаемого газа. 1 з. п. ф-лы, 7 ил.
Description
Изобретение относится к устройствам, предназначенным для охлаждения газов с использованием генераторов холода, основанных на эффекте Пельтье, и может быть использовано в холодильных камерах большой мощности, значительного перепада температур и величины захолаживания, например, при очистке газообразных продуктов на атомных электростанциях (АЭС) и в производствах, газовые выбросы которых содержат радиоактивные или иные экологически вредные компоненты.
Термоэлектрические холодильники нашли широкое применение в различных областях техники: радиоэлектроника, бытовая техника, автомобилестроение, медицина [1, 2, 3, 4]. Однако дальнейшее расширение областей их использования сдерживается из-за ограниченности их хладопроизводительности и затрат на потребляемую электроэнергию [1]. Одним из направлений по устранению этих недостатков является разработка многокаскадных термоэлектрических холодильников [5, 6]. Следует иметь в виду, что при прохождении охлаждаемого газа через термобатареи между каскадами возникает разность температур и за счет теплопроводности деталей теплообменных камер происходит выравнивание температур охлаждаемого воздуха в этих камерах. Различного рода усовершенствования термоэлектрических установок представлены в патентах США [7, 8, 9, 10].
Ближайшим аналогом заявляемого изобретения является холодильник [11], содержащий герметичную термоизолированную проточную холодильную камеру с теплообменными пластинами, сопряженными с микротермопреобразователями, объединенными в электрическую цепь с возможностью регулирования напряжения на спаях, и блок охлаждения горячего спая.
Недостатками ближайшего аналога являются: низкая хладопроизводительность и значительные потери тепла за счет теплопроводности элементов конструкции.
Задача, решаемая изобретением, заключается в увеличении хладопроизводительности установки и глубины захолаживания при минимальных габаритах установки, применительно к решению проблемы захолаживания большого объема газа, например, на АЭС перед очисткой радиоактивных продуктов на сорбентах.
Сущность изобретения состоит в том, что в термоэлектрической установке захолаживания газа, включающей герметичную термоизолированную проточную камеру с теплообменными пластинами, сопряженными с микротермопреобразователями, объединенными в электрическую цепь с возможностью регулирования напряжения на спаях, и блок охлаждения горячих спаев микротермопреобразователей, предложено выполнить установку из разнесенных по ее объему теплообменных камер, сопряженных между собой посредством гофрированных патрубков, и снабдить их общими входными и выходными коллекторами для охлаждаемого газа, а блоки охлаждения горячих спаев выполнить в виде съемных модулей, закрепленных на боковых поверхностях проточных камер посредством внешних стяжек и образованных каскадом переточных камер. Кроме того, по п. 2 предложено теплообменные пластины расположить параллельно потоку охлаждаемого газа и заполнить ими весь свободный объем камер.
Наличие распределенных по объему установки теплообменных камер, соединенных гофрированными патрубками, позволяет уменьшить объем, занимаемый установкой, при значительной глубине и объеме захолаживания газа. При этом, в пределах каждой проточной камеры обеспечивается оптимальный режим работы без потерь тепла из-за перепада температур и теплопроводности камер, так как гофрированные патрубки имеют более высокое тепловое сопротивление на переходе от камеры к камере. Это объясняется тем, что гофры изготовлены из тонкого стального листа, имеющего малое эффективное сечение как проводника тепла и длину в 2-3 раза больше длины негофрированного патрубка в пределах той же базы. Таким образом, при заданных исходных конструктивных размерах патрубка гофрированный патрубок оказывает большее тепловое сопротивление. Наличие параллельно и последовательно установленных проточных камер, объединенных общими входными и выходными коллекторами, позволяет оперативно управлять хладопроизводительностью и величиной захолаживания путем простого переключения направления движения охлаждаемого газа.
Один из возможных вариантов выполнения термоэлектрической установки захолаживания газа (ТЭУЗГ) представлен на фиг. 1 - 7, где на фиг. 1 представлен общий вид сборки, состоящей из проточных камер (в оксанометрии). На фиг. 2 представлен общий вид проточной камеры в оксанометрии с частично снятым фрагментом кожуха и сечениями. На фиг. 3 схематично проиллюстрирован принцип компоновки ТЭУЗГ. На фиг. 4 дан поперечный разрез проточной камеры по входному патрубку, на фиг. 5 - поперечный разрез теплоизолированной проточной камеры (ТПК). На фиг. 6 изображено несколько последовательно расположенных проточных камер (линейка) с арматурой подвода и отвода охлаждающей горячий спай жидкости. На фиг. 7 дан вариант соединения двух ТЭУЗГ с целью увеличения суммарной производительности.
Термоэлектрическая установка захолаживания газа (фиг. 1-7) состоит из набора последовательно установленных ТПК 1, образованных наружным кожухом 2 с входным и выходным конусами 3, 4 (фиг. 2, 3, 4, 6). Внутри кожуха 2 параллельно друг другу размещены теплосъемные пластины 5 (фиг. 2, 5), выполненные из теплоемкого, теплопроводного материала, например меди. Боковые торцы пластин 5 имеют тепловой контакт с одним из спаев термоэлектрического преобразователя 6, к которому с помощью стяжек 7 прижаты блоки охлаждения 8 горячих спаев, выполненные в виде переточных камер 9 (фиг. 2, 3, 5). Каждый блок охлаждения горячего спая снабжен входным 10 и выходным 11 патрубками. Микротермопреобразователи объединены в электрическую цепь 12 (фиг. 3, 4, 5), снабженную регулятором напряжения на спаях микротермопреобразователя 6 (на фигурах не показана). В ТПК 1, соединенных последовательно (фиг. 6), обеспечивается ступенчатое захолаживание при переходе от одной проточной камеры к другой. Камеры соединены между собой посредством гофрированных теплоизолированных патрубков 13 (фиг. 2, 3, 6). В одном из вариантов выполнения (фиг. 7) установка образована несколькими параллельными линейками ТПК 1, снабженными общими входными 14 и выходными 15 коллекторами. Несколько параллельно установленных линеек образуют секцию (фиг. 7). Входы и выходы охлаждаемого газа подсоединены к общим подводящим 16 и отводящим 17 коллекторам.
Работа термоэлектрической установки заключается в следующем (фиг. 1, 2, 3, 4, 6, 7). Захолаживаемый газ через коллекторы 14, 16 и входные патрубки 2 поступает внутрь проточной камеры 1, дросселируется между теплосъемными пластинами 5 и поступает через входной патрубок 4 на вход 3 следующей камеры. В процессе прохождения охлаждаемого газа через камеры 1 он отдает тепло пластинам 5, с торца которых производится отвод тепла на один из контактов спаев микропреобразователей 6, а с другого контакта спая термоэлектрического преобразователя 6 отводится охлаждающей средой (водой), циркулирующей в блоке охлаждения 8, подводимой через патрубки 10 и отводимой через патрубки 11. Охлажденный газ выводится через патрубки 15, 17.
Список использованной литературы
1. Соколов Е. Я. и Бродянский В.Н. Энергетические основы трансформации тепла и процессов охлаждения. - М.: Энергоатомиздат, 1981.
1. Соколов Е. Я. и Бродянский В.Н. Энергетические основы трансформации тепла и процессов охлаждения. - М.: Энергоатомиздат, 1981.
2. Авторское свидетельство СССР N 794311.
3. Авторское свидетельство СССР N 861869.
4. Авторское свидетельство СССР N 1763841.
5. Авторское свидетельство СССР N 225285.
6. Авторское свидетельство СССР N 561854.
7. Патент США N 4375157.
8. Патент США N 4634803.
9. Патент США N 443650.
10. Патент США N 444991.
11. Патент США N 465895.
Claims (2)
1. Термоэлектрическая установка захолаживания газа, включающая последовательно соединенные между собой посредством теплоизолированных гофрированных патрубков герметичные теплоизолированные проточные камеры с теплообменными пластинами внутри, сопряженными со спаями микротермопреобразователей, объединенных в электрическую цепь, и блоки охлаждения горячих спаев микротермопреобразователей, отличающаяся тем, что установка снабжена дополнительными последовательно соединенными между собой посредством теплоизолированных гофрированных патрубков герметичными теплоизолированными проточными камерами, установленными параллельно с образованием каскада, с общими входными и выходными коллекторами охлаждаемого газа и внешними стяжками, при этом блоки охлаждения горячих спаев выполнены в виде съемных модулей, закрепленных на боковых поверхностях проточных камер посредством внешних стяжек, а электрическая цепь выполнена с возможностью регулирования электрического напряжения на спаях.
2. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что она снабжена несколькими дополнительными каскадами, установленными параллельно, и общим входным коллектором, при этом теплообменные пластины расположены по всему объему каждой камеры параллельно потоку охлаждаемого газа.
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU99120771A RU2148219C1 (ru) | 1999-10-06 | 1999-10-06 | Термоэлектрическая установка захолаживания газа |
AU79751/00A AU7975100A (en) | 1999-10-06 | 2000-10-03 | Thermoelectric gas cooling installation |
PCT/RU2000/000393 WO2001024599A2 (fr) | 1999-10-06 | 2000-10-03 | Installation thermoelectrique de refroidissement de gaz |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU99120771A RU2148219C1 (ru) | 1999-10-06 | 1999-10-06 | Термоэлектрическая установка захолаживания газа |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2148219C1 true RU2148219C1 (ru) | 2000-04-27 |
Family
ID=20225414
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU99120771A RU2148219C1 (ru) | 1999-10-06 | 1999-10-06 | Термоэлектрическая установка захолаживания газа |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
AU (1) | AU7975100A (ru) |
RU (1) | RU2148219C1 (ru) |
WO (1) | WO2001024599A2 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2505757C2 (ru) * | 2012-04-19 | 2014-01-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Системы связи и технического контроля" | Устройство для электрического обогрева помещений |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2973577B1 (fr) * | 2011-03-31 | 2013-04-26 | Valeo Systemes Thermiques | Ensemble et dispositif thermo électrique, notamment destine a générer un courant électrique dans un véhicule automobile |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1539323A1 (de) * | 1966-06-08 | 1969-10-02 | Siemens Ag | Thermogenerator |
US3482411A (en) * | 1968-03-28 | 1969-12-09 | Westinghouse Electric Corp | Direct transfer thermoelectric apparatus |
SU476421A1 (ru) * | 1971-01-25 | 1975-07-05 | Предприятие П/Я В-2763 | Осушитель воздуха |
FR2542855B1 (fr) * | 1983-03-17 | 1985-06-28 | France Etat Armement | Installation thermoelectrique |
-
1999
- 1999-10-06 RU RU99120771A patent/RU2148219C1/ru active
-
2000
- 2000-10-03 WO PCT/RU2000/000393 patent/WO2001024599A2/ru active Application Filing
- 2000-10-03 AU AU79751/00A patent/AU7975100A/en not_active Abandoned
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2505757C2 (ru) * | 2012-04-19 | 2014-01-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Системы связи и технического контроля" | Устройство для электрического обогрева помещений |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
AU7975100A (en) | 2001-05-10 |
WO2001024599A2 (fr) | 2001-04-12 |
WO2001024599A3 (fr) | 2001-08-16 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4734139A (en) | Thermoelectric generator | |
CA2682420C (en) | Heat absorbing or dissipating device with multi-pipe reversely transported temperature difference fluids | |
WO2019085398A1 (zh) | 具有热超导换热器的动力电池包及动力电池包系统 | |
US20100059216A1 (en) | Heat Exchanger In A Modular Construction | |
US8622116B2 (en) | Heat absorbing or dissipating device with multi-pipe reversely transported temperature difference fluids | |
CN105466262A (zh) | 一体化相变抑制传热换热板结构及其制造方法 | |
RU2010142320A (ru) | Устройство для поглощения или отвода тепла с трубопроводом, расположенным зигзагообразно и равномерно распределенным в соответствии с разностью температур | |
EP0141825A4 (en) | HEAT EXCHANGER. | |
US20060124273A1 (en) | Exhaust gas heat exchanger for cogeneration system | |
RU2319095C1 (ru) | Теплообменный элемент и пластинчатый теплообменник | |
RU2148219C1 (ru) | Термоэлектрическая установка захолаживания газа | |
US6983105B1 (en) | Waste energy recovery system, method of recovering waste energy from fluids, pipes having thermally interrupted sections, and devices for maximizing operational characteristics and minimizing space requirements | |
JP2002199762A (ja) | 排熱熱電変換装置、それを使用した排気ガス排出システム、およびそれを使用した車両 | |
CN212030284U (zh) | 一种带有膨胀节的模块式融盐套管换热器结构 | |
RU189936U1 (ru) | Термоэлектрический генераторный модуль | |
CN108775828B (zh) | 超导换热单元及其装置、系统 | |
CN207280263U (zh) | 一种基于温差对冲的冷板换热器 | |
Kumar et al. | Performance Analysis of a Thermoelectric Generation System with Different Flow Configurations | |
RU2154781C1 (ru) | Термоэлектрический холодильник | |
RU2710210C1 (ru) | Электрогенерирующий отопительный прибор | |
CN110611457A (zh) | 一种采用中间流体循环的尾气温差发电系统 | |
RU2127853C1 (ru) | Установка для водяного отопления и/или горячего водоснабжения | |
KR102358931B1 (ko) | 열교환장치 | |
RU2794747C1 (ru) | Универсальная термоэлектрическая приставка | |
RU217290U1 (ru) | Унифицированный утилизационный термоэлектрический генератор морского исполнения |