RU2219441C2

RU2219441C2 - Air conditioner

Info

Publication number: RU2219441C2
Application number: RU2001135522/06A
Authority: RU
Inventors: В.Н. Канюков; Н.Г. Терегулов; Е.Ю. Ерофеев; С.И. Скуднов; В.Н. Терегулов; И.В. Канюков
Original assignee: Канюков Владимир Николаевич
Priority date: 2001-12-21
Filing date: 2001-12-21
Publication date: 2003-12-20

Abstract

FIELD: air-conditioning systems employing thermal elements with Peltier effect. SUBSTANCE: proposed air conditioner includes air ducts for air to be conditioned and outside air; each duct is provided with fans and thermo-electric modules with junctions. Working junctions of thermo- electric modules are located in succession in flow on surface of working passage and non-working (utilizing) junctions of each thermo-electric module are located in outside air duct in parallel relative to each other. Working passage is formed by radiators whose fins are directed towards each other. EFFECT: enhanced operational efficiency; optimization of operation. 2 dwg

Description

Изобретение относится к технике кондиционирования воздуха, основанной на использовании термоэлементов с эффектом Пельтье. The invention relates to techniques for air conditioning based on the use of thermocouples with the Peltier effect.

Известен кондиционер, содержащий воздуховоды наружного и кондиционируемого воздуха с расположенным в каждом из них вентилятором и термобатарею со спаями, установленными в воздуховодах, и переключателем полярности. Воздуховод кондиционируемого воздуха имеет выпускное и заборное отверстия и расположенные между этими отверстиями канал с камерой. К каналу кондиционируемого воздуха присоединен регулятор расхода (Авт. свид. 779749, кл. F 24 F 1/02, опубл. 1980 г.). Known air conditioner containing ducts of outdoor and air-conditioned air with a fan located in each of them and a thermal battery with junctions installed in the ducts and a polarity switch. The air-conditioned air duct has exhaust and intake openings and a channel with a chamber located between these openings. The flow regulator is connected to the channel of the conditioned air (Auth. Certificate. 779749, class F 24 F 1/02, publ. 1980).

Недостатком этого кондиционера является возможность образования наледи на спаях, удаление которой требует специальных мер, например создание дополнительного канала с камерой. Кроме того, создаются неравные условия работы горячих спаев термобатареи в режиме охлаждения воздуха вследствие того, что последующие по потоку горячие спаи охлаждаются воздухом, уже нагретым на предыдущих по потоку спаях, что приводит к снижению эффективности работы термобатареи и кондиционера в целом. The disadvantage of this air conditioner is the possibility of ice formation on the junctions, the removal of which requires special measures, for example, the creation of an additional channel with a camera. In addition, unequal operating conditions for hot junctions of the thermopile in air cooling mode are created due to the fact that subsequent hot junctions are cooled by air already heated at the previous junctions, which leads to a decrease in the efficiency of the thermopile and the air conditioner as a whole.

Изобретение направлено на повышение эффективности работы термобатареи и оптимизацию режима работы кондиционера. The invention is aimed at improving the efficiency of the thermal battery and optimizing the operating mode of the air conditioner.

Это достигается тем, что в кондиционере, содержащем воздуховоды кондиционируемого и наружного воздуха с расположенными в каждом из них вентиляторами и термоэлектрическими модулями со спаями, рабочие спаи термоэлектрических модулей расположены последовательно по потоку на поверхности рабочего канала, а нерабочие (утилизирующие) спаи каждого термоэлектрического модуля расположены в воздуховоде для наружного воздуха параллельно друг другу. This is achieved by the fact that in an air conditioner containing air-conditioning and outdoor air ducts with fans and thermoelectric modules with junctions located in each of them, working junctions of thermoelectric modules are arranged sequentially upstream on the surface of the working channel, and non-working (utilizing) junctions of each thermoelectric module are located in the duct for outdoor air parallel to each other.

Кроме того, рабочий канал образован радиаторами, обращенными ребрами друг к другу. In addition, the working channel is formed by radiators facing each other with ribs.

На фиг. 1 изображен предлагаемый кондиционер; на фиг. 2 - разрез по А-А на фиг. 1. In FIG. 1 shows a proposed air conditioning; in FIG. 2 is a section along AA in FIG. 1.

Кондиционер содержит рабочий канал (воздуховод) 1 для прохода кондиционируемого (нагреваемого или охлаждаемого) воздуха, образованный выполненными из материала с хорошей теплопроводностью, например из алюминиевых сплавов, радиаторами 2, обращенными ребрами друг к другу. На противоположных сторонах рабочего канала размещены последовательно (цепочкой) термоэлектрические модули (ТЭМ) 3, обращенные рабочими спаями к стенкам канала. На внешней стороне термоэлектрических модулей 3 установлены радиаторы 4 для отвода (утилизации) в атмосферу тепла (холода), выделяющегося на нерабочих спаях ТЭМ при работе кондиционера. Радиаторы 4 помещены в воздуховод 5 для воздушного потока, создаваемого вентилятором 6, с возможностью обдува свежим потоком наружного воздуха, забираемого извне кондиционируемого помещения, каждого из радиаторов 4. Для повышения эффективности работы кондиционера и предотвращения перетекания тепловой энергии рабочий канал помещен в теплоизолирующую рубашку 7. Для подачи воздуха в рабочий канал 1 кондиционер снабжен вентилятором 8, воздуховодами 9 и 10 для отвода воздуха из кондиционируемого помещения и подачи свежего наружного воздуха соответственно и фильтром 11. Для регулирования соотношения кондиционируемого и наружного воздуха служат затворы 12 и 13, соединенные между собой. На выходе из рабочего канала 1, в воздуховоде 14, расположен увлажнитель воздуха 15. The air conditioner contains a working channel (duct) 1 for the passage of conditioned (heated or cooled) air formed from materials with good thermal conductivity, for example, from aluminum alloys, radiators 2 facing each other with fins. On opposite sides of the working channel are placed sequentially (in a chain) thermoelectric modules (TEM) 3, facing the working junction to the walls of the channel. On the outside of the thermoelectric modules 3, radiators 4 are installed for removal (utilization) of heat (cold) released to non-working TEM junctions during operation of the air conditioner into the atmosphere. Radiators 4 are placed in the duct 5 for the air flow created by the fan 6, with the possibility of blowing a fresh stream of external air taken from the outside of the air-conditioned room, each of the radiators 4. To increase the efficiency of the air conditioner and prevent the flow of thermal energy, the working channel is placed in a heat-insulating jacket 7. To supply air to the working channel 1, the air conditioner is equipped with a fan 8, air ducts 9 and 10 for venting air from the air-conditioned room and supplying fresh outdoor air with tvetstvenno and filter 11. For controlling the ratio of the conditioned air and outdoor air are valves 12 and 13 are interconnected. At the exit of the working channel 1, in the duct 14, an air humidifier 15 is located.

Кондиционер работает следующим образом. Air conditioning works as follows.

Включают вентилятор, подающий поток воздуха в радиаторы для отвода в окружающую среду тепла (холода), выделяющегося на соответствующем спае ТЭМ, и подают питание к термоэлектрическим модулям. Затем включают вентилятор 6 для подачи кондиционируемого воздуха в рабочий канал, при этом забор воздуха осуществляют через воздуховоды 9 и 10 соответственно из некондиционируемого помещения и извне помещения. Соотношение воздуха, поступающего по воздуховодам 9 и 10, плавно регулируют при помощи затворов 12 и 13, связанных между собой. Забираемый воздух проходит через фильтр 11 и поступает в рабочий канал. При движении потоков воздуха через рабочий канал (радиаторы 2) и радиаторы 4 в термоэлектрических модулях поддерживается необходимый температурный режим между его горячими и холодными спаями. При этом поток воздуха в рабочем канале (воздуховоде кондиционируемого воздуха) последовательно обменивается энергией с рабочими спаями ТЭМ, расположенных последовательно на рабочем канале, и охлаждается (нагревается), а спай каждого ТЭМ с утилизирующей стороны (и контактирующий каждый со своим радиатором) обдувается потоком наружного воздуха. Глубину охлаждения (нагревания) воздуха при прочих равных условиях можно регулировать скоростью движения потока кондиционируемого воздуха через рабочий канал, либо изменяя параметры электропитания ТЭМ. Изменение работы кондиционера с режима охлаждения кондиционируемого воздуха на режим подогрева воздуха осуществляют изменением полярности электропитания термоэлектрических модулей. They include a fan that feeds air into the radiators to remove heat (cold) released to the TEM junction into the environment, and supplies power to the thermoelectric modules. Then turn on the fan 6 for supplying conditioned air to the working channel, while air intake is carried out through ducts 9 and 10, respectively, from the non-conditioned room and from the outside of the room. The ratio of the air entering through the ducts 9 and 10 is smoothly controlled by means of valves 12 and 13 connected to each other. The intake air passes through the filter 11 and enters the working channel. When air flows through the working channel (radiators 2) and radiators 4 in thermoelectric modules, the required temperature regime between its hot and cold junctions is maintained. In this case, the air flow in the working channel (air-conditioning air duct) sequentially exchanges energy with TEM working junctions located sequentially on the working channel, and is cooled (heated), and the junction of each TEM from the utilizing side (and each contacting with its own radiator) is blown by the external flow air. All other things being equal, the depth of cooling (heating) of the air can be controlled by the speed of the flow of conditioned air through the working channel, or by changing the power supply parameters of the TEM. Changing the operation of the air conditioner from the cooling mode of the conditioned air to the heating mode of the air is carried out by changing the polarity of the power supply of thermoelectric modules.

Таким образом, использование предлагаемого кондиционера позволит по сравнению с прототипом повысить эффективность работы термоэлектрических модулей и оптимизировать режим работы кондиционера за счет более эффективного отвода (утилизации) в атмосферу тепла (холода), что становится возможным вследствие того, что нерабочие спаи ТЭМ размещены параллельно потоку наружного воздуха. Thus, the use of the proposed air conditioner will allow, in comparison with the prototype, to increase the efficiency of thermoelectric modules and optimize the operation of the air conditioner due to more efficient removal (utilization) of heat (cold) into the atmosphere, which becomes possible due to the fact that non-working TEM junctions are placed parallel to the outdoor flow air.

Claims

An air conditioner containing conditioned and outdoor air ducts with fans and thermoelectric modules with junctions located in each of them, characterized in that the working junctions of the thermoelectric modules are arranged sequentially along the flow on the surface of the working channel, and the non-working (disposing) junctions of each thermoelectric module are located in the duct for external air parallel to each other, while the working channel is formed by radiators facing the ribs to each other.