RU2315249C2 - Термоэлектрический кондиционер - Google Patents
Термоэлектрический кондиционер Download PDFInfo
- Publication number
- RU2315249C2 RU2315249C2 RU2004121281/06A RU2004121281A RU2315249C2 RU 2315249 C2 RU2315249 C2 RU 2315249C2 RU 2004121281/06 A RU2004121281/06 A RU 2004121281/06A RU 2004121281 A RU2004121281 A RU 2004121281A RU 2315249 C2 RU2315249 C2 RU 2315249C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- flow
- heat exchanger
- heat
- plates
- thermo
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Devices For Blowing Cold Air, Devices For Blowing Warm Air, And Means For Preventing Water Condensation In Air Conditioning Units (AREA)
Abstract
Изобретение относится к термоэлектрическому приборостроению, в частности к конструкциям кондиционеров для охлаждения воздуха. Термоэлектрический кондиционер содержит термоэлектрическую батарею, теплообменник для потока воздуха и проточный теплообменник для потока теплоотводящей жидкости. Термоэлектрическая батарея состоит из двух столбиков, образованных чередующимися ветвями, изготовленными соответственно из полупроводника n-типа и р-типа, последовательно соединенными в электрическую цепь посредством двух типов коммутационных пластин, представляющих собой прямоугольные контактные площадки с оребрением. У одних пластин оребрение расположено внутри проточного теплообменника вдоль потока теплоотводящей жидкости перпендикулярно плоскости контактной площадки и представляет собой параллельные друг другу тонкие прямоугольные металлические пластины, а у других оребрение расположено снаружи вдоль потока охлаждаемого или нагреваемого воздуха, в одной плоскости с контактной площадкой и выполнено в виде параллельных друг другу тонких металлических пластин в форме половины диска. Коммутационные пластины с оребрением, расположенным внутри проточного теплообменника вдоль потока теплоотводящей жидкости, являются общими для обоих столбиков, образующих термоэлектрическую батарею, а канал проточного теплообменника находится между этими столбиками и отсоединен от последней посредством слоя теплоизоляции. Целью изобретения является повышение надежности устройства, а также увеличение термодинамической эффективности теплообменника за счет оптимального использования площади теплообмена. 2 ил.
Description
Изобретение относится к термоэлектрическому приборостроению, в частности к конструкциям кондиционеров для охлаждения воздуха.
Известно большое количество различных термоэлектрических кондиционеров, используемых в производстве, быту и на транспорте. Например, серия кондиционеров КТТ фирмы КОНВЕРСМАШ [www.konversmash.ru].
Основным элементом в данных установках является экологически чистый полупроводниковый термоэлектрический модуль, работающий на принципе эффекта Пельтье.
Преимуществами данных установок являются
отсутствие механически движущихся узлов и легко испаряющихся жидкостей в блоке охлаждения;
высокая надежность и длительный срок службы;
устойчивость к вибрации и ударным нагрузкам;
возможность работы в любом положении.
Однако недостатком всех этих кондиционеров является то, что термоэлектрические модули в этих устройствах используются типовые, т.е. состоящие из последовательно соединенных в электрическую цепь полупроводниковых термоэлементов, каждый из которых образован двумя ветвями (столбиками, выполненными либо цилиндрическими, либо в виде прямоугольного параллелепипеда), изготовленными из полупроводника соответственно р- и n-типа. Ветви термоэлементов соединяются между собой посредством коммутационных пластин, причем коммутация обеих ветвей (р- и n-типа) к коммутационной пластине производится к одной и той же плоской поверхности по краям последней. При этом термоэлемент имеет "П-образную" форму, где вертикальные элементы - р- и n-ветви, а горизонтальные - коммутационные пластины.
Данная конструкция типовых термоэлектрических модулей имеет два недостатка, а именно:
1) в результате механических напряжений, возникающих в термоэлектрических модулях из-за различных коэффициентов температурного расширения нагреваемого и охлаждаемого спаев, термоэлектрические модули со временем выходят из строя;
2) площадь контакта термоэлектрических модулей, как правило, меньше, чем поверхность теплообмена между потоками охлаждаемого (нагреваемого) воздуха и теплоотводящей жидкости (хладагента), и присутствие теплоперетоков от горячих спаев к холодным по межтермоэлементным промежуткам снижает термодинамическую эффективность теплопередачи в целом.
Ближайшим аналогом изобретения является устройство термоэлектрического кондиционера, содержащее термоэлектрическую батарею и теплообменники для потоков воздуха и теплоотводящей воды (см. патент RU 2140365, В60Н 3/00, 1999).
Техническим результатом изобретения является повышение надежности устройства, а также увеличение термодинамической эффективности теплообменника за счет оптимального использования площади теплообмена.
Технический результат достигается тем, что в термоэлектрическом кондиционере, содержащем термоэлектрическую батарею, теплообменник для потока воздуха и проточный теплообменник для потока теплоотводящей жидкости, согласно изобретению термоэлектрическая батарея состоит из двух столбиков, образованных чередующимися ветвями, изготовленными соответственно из полупроводника n-типа и р-типа, последовательно соединенными в электрическую цепь посредством двух типов коммутационных пластин, представляющих собой прямоугольные контактные площадки с оребрением, причем у одних пластин оребрение расположено внутри проточного теплообменника вдоль потока теплоотводящей жидкости перпендикулярно плоскости контактной площадки и представляет собой параллельные друг другу тонкие прямоугольные металлические пластины, а у других оребрение расположено снаружи вдоль потока охлаждаемого или нагреваемого воздуха в одной плоскости с контактной площадкой и выполнено в виде параллельных друг другу тонких металлических пластин в форме половины диска, а электрическое соединение ветвей осуществляется посредством контакта ветвь n-типа - коммутационная пластина с оребрением внутри проточного теплообменника - ветвь р-типа - коммутационная пластина с оребрением снаружи вдоль потока воздуха - ветвь n-типа, причем ветвь n-типа контактирует с одной из поверхностей прямоугольной контактной площадкой коммутационной пластины, а ветвь р-типа - с противоположной поверхностью контактной площадки той же коммутационной пластины, при этом коммутационные пластины с оребрением, расположенным внутри проточного теплообменника вдоль потока теплоотводящей жидкости, являются общими для обоих столбиков, образующих термоэлектрическую батарею, а канал проточного теплообменника находится между этими столбиками и отсоединен от последней посредством слоя теплоизоляции.
Для этой цели предлагается конструкция термоэлектрического кондиционера, структурная схема которого в продольном сечении приведена на фиг.1. Термоэлектрическая батарея кондиционера состоит из двух столбиков, образованных чередующимися ветвями, изготовленными соответственно из полупроводника n-типа 1 и р-типа 2, последовательно соединенных в электрическую цепь посредством коммутационных пластин 3 и 4. Электрическое соединение ветвей осуществляется посредством контакта ветвь n-типа 1 - коммутационная пластина 3 - ветвь р-типа 2 - коммутационная пластина 4 - ветвь n-типа 1 - коммутационная пластина 3 и т.д. Каждая коммутационная пластина представляет собой прямоугольную контактную площадку и оребрение, но у коммутационных пластин 3 оребрение расположено внутри проточного теплообменника 5 вдоль потока теплоотводящей жидкости и перпендикулярно плоскости контактной площадки. У коммутационных пластин 4 оребрение расположено снаружи вдоль потока охлаждаемого (нагреваемого) воздуха, причем находится в одной плоскости с контактной площадкой. Оребрение представляет собой параллельные друг другу тонкие металлические пластины, причем форма оребрения при коммутационной пластине 3 прямоугольная, а у коммутационной пластины 4 представляет собой половинку диска (см. фиг.2). Ветвь n-типа 1 контактирует с одной из поверхностей контактной площадки коммутационной пластины 3 или 4, а ветвь р-типа 2 - с противоположной поверхностью контактной площадки той же коммутационной пластины. Каждая ветвь в полупроводниковой термоэлектрической батарее контактирует противоположными поверхностями с двумя коммутационными пластинами 3 и 4. Термоэлектрическая батарея и проточный теплообменник 5 заключены в теплоизоляцию 6, а оребрение выводится за пределы последней.
Суть работы термоэлектрического кондиционера в следующем. При пропускании электрического тока через термоэлектрические батареи в результате эффекта Пельтье происходит "перекачка" тепла с одних спаев на другие. При этом если спаи 3 с оребрением внутри проточного теплообменника 5 нагреваются, то спаи 4 с оребрением вдоль потока воздуха охлаждаются, и наоборот, если спаи 3 охлаждаются, то спаи 4 нагреваются. Причем смена с нагрева на охлаждение осуществляется реверсом тока питания. Теперь при пропускании через проточный теплообменник 5 потока теплоотводящей жидкости будет осуществляться отвод тепла от коммутационных пластин 3. При этом регулируется температура (происходит нагрев или охлаждение в зависимости от направления тока питания) воздушного потока, продуваемого вдоль оребрения коммутационных пластин 4.
Преимуществом данной конструкции является отсутствие поперечных напряжений, неизбежно возникающих в ветвях типовых термоэлектрических модулей за счет линейной компенсации теплового расширения одних концов (горячих) термоэлементов с их линейным сжатием других концов (холодных), что приводит к повышению надежности устройства. Кроме этого, в заявляемой конструкции в значительной мере устраняются перетоки тепла с горячих спаев на холодные по межтермоэлементным пространствам за счет более плотной упаковки ветвей.
Claims (1)
- Термоэлектрический кондиционер, содержащий термоэлектрическую батарею, теплообменник для потока воздуха и проточный теплообменник для потока теплоотводящей жидкости, отличающийся тем, что термоэлектрическая батарея состоит из двух столбиков, образованных чередующимися ветвями, изготовленными соответственно из полупроводника n-типа и р-типа, последовательно соединенными в электрическую цепь посредством двух типов коммутационных пластин, представляющих собой прямоугольные контактные площадки с оребрением, причем у одних пластин оребрение расположено внутри проточного теплообменника вдоль потока теплоотводящей жидкости перпендикулярно плоскости контактной площадки и представляет собой параллельные друг другу тонкие прямоугольные металлические пластины, а у других оребрение расположено снаружи вдоль потока охлаждаемого или нагреваемого воздуха в одной плоскости с контактной площадкой и выполнено в виде параллельных друг другу тонких металлических пластин в форме половины диска, а электрическое соединение ветвей осуществляется посредством контакта ветвь n-типа - коммутационная пластина с оребрением внутри проточного теплообменника - ветвь р-типа - коммутационная пластина с оребрением снаружи вдоль потока воздуха - ветвь n-типа, причем ветвь n-типа контактирует с одной из поверхностей прямоугольной контактной площадки коммутационной пластины, а ветвь р-типа - с противоположной поверхностью контактной площадки той же коммутационной пластины, при этом коммутационные пластины с оребрением, расположенным внутри проточного теплообменника вдоль потока теплоотводящей жидкости, являются общими для обоих столбиков, образующих термоэлектрическую батарею, а канал проточного теплообменника находится между этими столбиками и отсоединен от последней посредством слоя теплоизоляции.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2004121281/06A RU2315249C2 (ru) | 2004-07-12 | 2004-07-12 | Термоэлектрический кондиционер |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2004121281/06A RU2315249C2 (ru) | 2004-07-12 | 2004-07-12 | Термоэлектрический кондиционер |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2004121281A RU2004121281A (ru) | 2006-01-10 |
RU2315249C2 true RU2315249C2 (ru) | 2008-01-20 |
Family
ID=35872225
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2004121281/06A RU2315249C2 (ru) | 2004-07-12 | 2004-07-12 | Термоэлектрический кондиционер |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2315249C2 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108140917A (zh) * | 2015-11-09 | 2018-06-08 | 株式会社电装 | 电池预热系统 |
-
2004
- 2004-07-12 RU RU2004121281/06A patent/RU2315249C2/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108140917A (zh) * | 2015-11-09 | 2018-06-08 | 株式会社电装 | 电池预热系统 |
CN108140917B (zh) * | 2015-11-09 | 2021-01-01 | 株式会社电装 | 电池预热系统 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2004121281A (ru) | 2006-01-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5254178A (en) | Thermoelectric transducer apparatus comprising N- and P-type semiconductors and having electronic control capabilities | |
EP1336204B1 (en) | Thermoelectric module with integrated heat exchanger and method of use | |
US3111813A (en) | Peltier cooling apparatus | |
JP2008528912A (ja) | 密閉サイクルでの熱伝達流体を利用した向流熱電構成 | |
RU2005108566A (ru) | Компактные высокоэффективные термоэлектрические системы | |
RU2315249C2 (ru) | Термоэлектрический кондиционер | |
RU2313741C2 (ru) | Термоэлектрический кондиционер | |
Anatychuk et al. | Large-sized thermoelectric cooling module with heat pipes | |
RU2282274C2 (ru) | Термоэлектрическая батарея | |
RU2380789C1 (ru) | Термоэлектрическая батарея | |
KR102358931B1 (ko) | 열교환장치 | |
RU2379793C1 (ru) | Термоэлектрическая батарея | |
RU2098889C1 (ru) | Термоэлектрическая батарея | |
RU2379790C1 (ru) | Термоэлектрическая батарея | |
RU2376685C1 (ru) | Термоэлектрическая батарея | |
KR200143379Y1 (ko) | 방열을 양호케 한 열펌프의 방열판 | |
RU2383084C1 (ru) | Термоэлектрическая батарея | |
RU2179768C2 (ru) | Термоэлектрический модуль | |
RU2280920C2 (ru) | Термоэлектрическая батарея | |
RU2379792C1 (ru) | Термоэлектрическая батарея | |
RU2112908C1 (ru) | Термоэлектрический блок (варианты) | |
RU2280919C2 (ru) | Термоэлектрическая батарея | |
RU2379791C1 (ru) | Термоэлектрическая батарея | |
RU2338298C1 (ru) | Термоэлектрическая батарея | |
RU2269183C2 (ru) | Термоэлектрическая батарея |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
FA92 | Acknowledgement of application withdrawn (lack of supplementary materials submitted) |
Effective date: 20060801 |
|
FZ9A | Application not withdrawn (correction of the notice of withdrawal) |
Effective date: 20061030 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20090713 |