RU2371816C1

RU2371816C1 - Thermoelectric power supply

Info

Publication number: RU2371816C1
Application number: RU2008133295/09A
Authority: RU
Inventors: Константин Константинович Валертов (RU); Константин Константинович Валертов; Юрий Иванович Зарочинцев (RU); Юрий Иванович Зарочинцев
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью Завод "Саратовгазавтоматика"
Priority date: 2008-08-13
Filing date: 2008-08-13
Publication date: 2009-10-27

Abstract

FIELD: electrical engineering. ^ SUBSTANCE: proposed device serves to supply DC voltage to gas main radio electronics and control hardware complexes in continuous operating conditions. Proposed power supply comprises thermoelectric generators arranged in container and consisting of thermoelectric batteries connected with air radiators and, via heat exchanger, with burner. It comprises also voltage stabiliser, control unit and thermo static control unit. In compliance with this invention, proposed device additionally comprises automatic start system and storage batteries connected, via charging device, to thermoelectric generators. Control unit is built around controller connected to voltage stabiliser unit, charging device and diesel generator. Thermo static control system comprises thermo sensitive elements with shutters and devices that serve to circulate air in aforesaid container. ^ EFFECT: faultless operation and reliability at low temperature. ^ 3 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к технологическому термогенераторному оборудованию и предназначено для питания постоянным электрическим током комплекса радиоэлектронной аппаратуры и средств автоматики и телемеханики газопроводов в непрерывном режиме функционирования.The invention relates to technological thermo-generating equipment and is intended for supplying with direct electric current a complex of electronic equipment and means of automation and telemechanics of gas pipelines in continuous operation.

Известен блок электропитания на основе термоэлектрического генератора (А.с. №439252, МКИ H01L 35/02, F28F 9/24), содержащий термоэлектрический модуль, горелочное устройство и систему термосброса в виде радиаторов и рубашки охлаждения, внутри которой установлен турбулизатор в виде проволочной спирали.A known power supply based on a thermoelectric generator (A.S. No. 439252, MKI H01L 35/02, F28F 9/24) containing a thermoelectric module, a burner device and a thermal discharge system in the form of radiators and a cooling jacket, inside which a turbulator in the form of a wire spirals.

Недостатком данного устройства является невысокий ресурс работы и надежность.The disadvantage of this device is the low resource and reliability.

Известен также термоэлектрический блок питания, работающий на природном газе (А.Н.Крошко. Автономные энергоустановки на газопроводах. М.: Недра, 1983 г., стр.41-52, 68-74). Данное устройство состоит из металлического контейнера с отсеками для установки термоэлектрических генераторов. Термоэлектрический генератор содержит термоэлектрические батареи, соединенные через теплоприемник с газовой горелкой, воздушные радиаторы, воздуховод и блок управления. В боковых стенках контейнера сделаны прямоугольные отверстия, защищенные сеткой, для притока воздуха, необходимого для работы термоэлектрических генераторов и вентиляции.Also known is a thermoelectric power supply that runs on natural gas (A.N. Kroshko. Autonomous power plants on gas pipelines. M: Nedra, 1983, pp. 41-52, 68-74). This device consists of a metal container with compartments for installing thermoelectric generators. A thermoelectric generator contains thermoelectric batteries connected through a heat receiver to a gas burner, air radiators, an air duct, and a control unit. Rectangular openings are made in the side walls of the container, protected by a mesh, for the air flow necessary for the operation of thermoelectric generators and ventilation.

Данный блок электропитания обеспечивает мощность 150-1000 Вт в зависимости от числа установленных термоэлектрических генераторов. Однако при работе в широком диапазоне температур от -50° до +50°С надежность работы снижается за счет нестабильности температурного режима.This power supply unit provides power of 150-1000 W, depending on the number of installed thermoelectric generators. However, when operating in a wide temperature range from -50 ° to + 50 ° C, the reliability decreases due to the instability of the temperature regime.

Наиболее близким техническим решением является термоэлектрический блок питания (Патент РФ №2329569, МКИ H01L 35/28, опубл. БИ №20, 2008 г.), содержащий расположенные в отсеках контейнера термоэлектрические генераторы, которые состоят из установленных в корпусе термоэлектрических батарей, соединенных с воздушными радиаторами и через теплоприемник с горелочным устройством, а также блок стабилизации напряжения, блок управления и систему термостатирования. Система термостатирования состоит из термочувствительных элементов, жестко закрепленных на контейнере и соединенных системой рычагов с заслонками подачи теплого воздуха от радиаторов и притока наружного воздуха. Заслонки расположены в верхней части контейнера.The closest technical solution is a thermoelectric power supply (RF Patent No. 2329569, MKI H01L 35/28, publ. BI No. 20, 2008), containing thermoelectric generators located in the compartments of the container, which consist of thermoelectric batteries installed in the housing connected to air radiators and through a heat receiver with a burner, as well as a voltage stabilization unit, a control unit and a temperature control system. The temperature control system consists of thermosensitive elements rigidly fixed to the container and connected by a lever system with dampers for the supply of warm air from radiators and the influx of external air. The dampers are located at the top of the container.

Данный блок электропитания также обеспечивает мощность 150-1000 Вт в зависимости от числа установленных термоэлектрических генераторов. Однако в условиях низких температур надежность работы снижается. Также возможны перебои в работе блока питания при отказе термоэлектрических генераторов или при осуществлении ремонтных работ.This power supply unit also provides power of 150-1000 W, depending on the number of installed thermoelectric generators. However, at low temperatures, the reliability decreases. There may also be interruptions in the operation of the power supply in case of failure of thermoelectric generators or during repair work.

Задачей создания изобретения является повышение надежности, снижение отказов и обеспечение бесперебойной работы термоэлектрического блока питания за счет автоматического контроля и регулирования выходного напряжения и температуры в контейнере и обеспечения резервного электропитания.The objective of the invention is to increase reliability, reduce failures and ensure uninterrupted operation of the thermoelectric power supply due to automatic control and regulation of the output voltage and temperature in the container and provide backup power.

Решение указанной задачи достигается за счет того, что термоэлектрический блок питания, содержит расположенные в контейнере термоэлектрические генераторы, которые состоят из установленных в корпусе термоэлектрических батарей, соединенных с воздушными радиаторами и через теплоприемник с горелочным устройством, а также блок стабилизации напряжения, блок управления и систему термостатирования, включающую термочувствительные элементы с заслонками. Новым в устройстве является то, что дополнительно введены дизель-генератор с системой автоматического запуска и аккумуляторные батареи, подключенные через зарядное устройство к термоэлектрическим генераторам, а блок управления выполнен на базе контроллера, соединенного с блоком стабилизации напряжения, зарядным устройством и дизель-генератором.The solution to this problem is achieved due to the fact that the thermoelectric power supply contains thermoelectric generators located in the container, which consist of thermoelectric batteries installed in the housing, connected to air radiators and through a heat receiver with a burner device, as well as a voltage stabilization unit, a control unit and a system temperature control, including temperature-sensitive elements with dampers. New in the device is that a diesel generator with an automatic start system and batteries connected via a charger to thermoelectric generators are additionally introduced, and the control unit is based on a controller connected to a voltage stabilization unit, a charger, and a diesel generator.

Кроме этого система термостатирования дополнительно содержит датчик температуры и устройства принудительного перемещения воздуха в контейнере, встроенные в боковые поверхности корпуса термоэлектрических генераторов и соединенные через контроллер блока управления с датчиком температуры, а также электрический обогреватель, соединенный с дизель-генератором, который подключен через контроллер блока» управления к датчику температуры.In addition, the temperature control system further comprises a temperature sensor and forced air movement devices in the container, integrated in the side surfaces of the thermoelectric generator housing and connected via a control unit controller to a temperature sensor, as well as an electric heater connected to a diesel generator, which is connected via a unit controller ” control to the temperature sensor.

Изобретение поясняется чертежами (фиг.1, 2, 3), где на фиг.1 представлен общий вид термоэлектрического блока питания (вид сбоку и вид сверху), на фиг.2 представлен общий вид термоэлектрического генератора, на фиг.3 представлена структурная схема термоэлектрического блока питания.The invention is illustrated by drawings (figures 1, 2, 3), where figure 1 shows a General view of a thermoelectric power supply (side view and top view), Figure 2 shows a General view of a thermoelectric generator, Figure 3 shows a structural diagram of a thermoelectric power supply unit.

Термоэлектрический блок питания (фиг.1) состоит из металлического термостатированного контейнера 1, в двух отсеках которого - основном 2 и дополнительном 3 - расположено оборудование. Термостатированный контейнер предназначен для защиты всего оборудования от атмосферных явлений и оснащен системой запоров и замков. Стенки контейнера изготовлены из стальных листов, между которыми проложен теплоизолирующий материал. В контейнере расположены термоэлектрические генераторы (ТЭГ) 4, блок стабилизации напряжения 5, прибор дозирования газа 6, блок управления 7, дизель-генератор с системой автоматического запуска 8, комплект аккумуляторных батарей 9, зарядное устройство 10, топливный бак 11 и система термостатирования, включающая термочувствительные элементы с заслонками 12, датчик температуры 13, устройство принудительного перемещения воздуха 14 в контейнере и электрический обогреватель 15. В контейнере расположены также аварийные датчики - тепловой пожарный сигнализатор 16, сигнализатор горючих газов 17, система пожаротушения 18 и датчик несанкционированного открытия дверей 28. В контейнере установлен силовой шкаф 19 для соединения электрических проводов дизель-генератора. На крыше контейнера 1 над ТЭГ 4 расположен дефлектор 20 для отвода нагретого в ТЭГ воздуха. В контейнере установлено два ТЭГ. Каждый ТЭГ размещен в корпусе - специальном шкафу. Основными элементами ТЭГ являются (фиг.2) горелочное устройство 21, теплоприемник 22, к наружной поверхности которого прижаты шесть термоэлектрических батарей 23, и мощные воздушные радиаторы 24, обеспечивающие необходимый перепад температуры на термоэлектрических батареях. Корпус горелочного устройства 21 соединен с теплоприемником 22. Теплоприемник 22 имеет форму полой шестигранной призмы, внутри которой установлен цилиндрический излучатель 25, изготовленный из жаропрочной стали. Внутренняя полость излучателя 25 образует топочное пространство. К наружной поверхности призмы теплоприемника 22 прижаты термоэлектрические батареи 23, состоящие из ряда последовательно соединенных групп полупроводниковых термоэлементов, заключенных в герметичный кожух, заполненный инертным газом. Воздушные радиаторы 24, предназначенные для отвода тепла от спаев термоэлектрических батарей 23, прижаты к ним плоскими пружинами. К горелочному устройству 21 подсоединен воздуховод 26, по которому поступает наружный воздух для горения. Подача газа к ТЭГ 4 обеспечивает прибор дозирования газа 6 (фиг.1), состоящий из отсечного клапана и регулирующего дросселя. Элементы ТЭГ размещены на каркасе-раме 27, состоящей из верхнего и нижнего кольца, соединенных вертикальными стойками. Теплоприемник 22, термоэлектрические батареи 23 и радиаторы 24, соединенные пружинами, удерживаются в фиксированном положении относительно рамы 27. Шесть термоэлектрических батарей 23, входящих в состав ТЭГ-4, соединены последовательно в электрическую цепь и подключены к блоку стабилизации напряжения 5 и к внешней нагрузке 29 (фиг.3). Блок стабилизации напряжения 5 обеспечивает три значения выходной мощности ТЭГ 4 с помощью трехпозиционного тумблера, расположенного на его лицевой панели, и содержит устройство сигнализации, которое срабатывает при изменении номинального напряжения на выходе ТЭГ. Блок стабилизации напряжения 5 содержит клеммы для подключения электрической цепи от ТЭГ и клеммы для подключения командных импульсных цепей от блока управления 7. Блок управления 7 выполнен на базе контроллера «MosCad-M». Блок стабилизации напряжения 5 и блок управления 7 закреплены на стенке основного отсека 2 (фиг.1) контейнера. Параллельно электрическим цепям ТЭГ 4 (фиг.3) к блоку стабилизации напряжения 5 подключены зарядное устройство 10 и комплект аккумуляторных батарей 9. В качестве аккумуляторных батарей использованы гелевые батареи «Hoppecke» суммарной емкостью 600 А·ч. и напряжением 24 В. В комплект входят 12 батарей. Аккумуляторные батареи подключены в буферном режиме к нагрузке 29, обеспечивая работу термоэлектрического блока питания в случае отказа ТЭГ 4. Зарядное устройство 10 подключено к контроллеру блока управления 7 и дизель-генератору 8. Дизель-генератор 8 мощностью, например, 6 квт снабжен системой автоматического запуска на базе электростартера, подключенного к контроллеру блока управления 7. Дизель генератор 8 и топливный бак 11 с аварийным запасом топлива для дизель-генератора расположены в дополнительном отсеке 3 контейнера 1 (фиг.1).Thermoelectric power supply (figure 1) consists of a metal thermostatically controlled container 1, in two compartments of which - mainly 2 and additional 3 - equipment is located. The thermostatically controlled container is designed to protect all equipment from atmospheric phenomena and is equipped with a system of locks and locks. The walls of the container are made of steel sheets, between which a heat-insulating material is laid. The container contains thermoelectric generators (TEG) 4, a voltage stabilization unit 5, a gas metering device 6, a control unit 7, a diesel generator with an automatic start system 8, a set of batteries 9, a charger 10, a fuel tank 11 and a temperature control system, including thermosensitive elements with shutters 12, temperature sensor 13, forced air movement device 14 in the container and electric heater 15. Emergency sensors are also located in the container - thermal fire alarm system nalizator 16, switch 17, combustible gases, fire suppression system sensor 18 and the unauthorized opening of the door 28. The container set power cabinet 19 for connecting the diesel generator electrical wires. On the roof of the container 1 above the TEG 4 there is a deflector 20 for venting the air heated in the TEG. Two TEGs are installed in the container. Each TEG is placed in a case - a special cabinet. The main elements of the TEG are (Fig. 2) a burner device 21, a heat receiver 22, six thermoelectric batteries 23 are pressed against the outer surface of the device, and powerful air radiators 24, which provide the necessary temperature difference on thermoelectric batteries. The housing of the burner device 21 is connected to the heat receiver 22. The heat receiver 22 has the shape of a hollow hexagonal prism, inside which a cylindrical emitter 25 made of heat-resistant steel is installed. The inner cavity of the emitter 25 forms a furnace space. Thermoelectric batteries 23 are pressed against the outer surface of the prism of the heat receiver 22, consisting of a series of series-connected groups of semiconductor thermoelements enclosed in a sealed casing filled with an inert gas. Air radiators 24, designed to remove heat from the junctions of thermoelectric batteries 23, are pressed against them by flat springs. An air duct 26 is connected to the burner device 21, through which external combustion air is supplied. The gas supply to the TEG 4 is provided by a gas metering device 6 (FIG. 1), consisting of a shut-off valve and a control throttle. TEG elements are placed on the frame-frame 27, consisting of an upper and lower ring connected by vertical struts. The heat receiver 22, thermoelectric batteries 23 and radiators 24 connected by springs are held in a fixed position relative to the frame 27. Six thermoelectric batteries 23 included in the TEG-4 are connected in series to the electric circuit and are connected to the voltage stabilization unit 5 and to the external load 29 (figure 3). The voltage stabilization unit 5 provides three values of the output power of the TEG 4 using a three-position toggle switch located on its front panel, and contains an alarm device that is triggered by a change in the nominal voltage at the output of the TEG. The voltage stabilization unit 5 contains terminals for connecting an electric circuit from the TEG and terminals for connecting command pulse circuits from the control unit 7. The control unit 7 is based on the MosCad-M controller. The voltage stabilization unit 5 and the control unit 7 are mounted on the wall of the main compartment 2 (Fig. 1) of the container. Parallel to the electric circuits of TEG 4 (Fig. 3), a charger 10 and a set of rechargeable batteries 9 are connected to the voltage stabilization unit 5. Hoppecke gel batteries with a total capacity of 600 Ah are used as rechargeable batteries. and voltage of 24 V. The set includes 12 batteries. The batteries are connected in a buffer mode to the load 29, ensuring the operation of the thermoelectric power supply in the event of a TEG 4 failure. The charger 10 is connected to the controller of the control unit 7 and to the diesel generator 8. The diesel generator 8 with a power of, for example, 6 kW is equipped with an automatic start system based on an electric starter connected to the controller of the control unit 7. The diesel generator 8 and the fuel tank 11 with an emergency fuel supply for the diesel generator are located in the additional compartment 3 of the container 1 (Fig. 1).

В контейнере расположена также система термостатирования, которая поддерживает внутри контейнера определенную плюсовую температуру t_к при изменении температуры наружного воздуха t_н от -50°С до +50°С.The container also has a temperature control system, which maintains a certain positive temperature t _k inside the container when the outside temperature t _n changes from -50 ° С to + 50 ° С.

Система термостатирования содержит термочувствительные элементы с заслонками 12 (фиг.1), расположенные в основном отсеке 2 контейнера в зоне размещения оборудования. Термочувствительные элементы жестко закреплены на перегородке контейнера 1 и системой рычагов связаны с заслонками подачи воздуха из радиаторов и заслонками притока наружного воздуха. Заслонки подачи теплого воздуха из радиаторов установлены под потолком контейнера 1 над ТЭГ. Напротив в верхней части контейнера 1 расположены заслонки притока наружного воздуха. В качестве термочувствительного элемента используют, например, термодатчик РТ-1 с термореле. Температуру внутри контейнера 1 контролирует датчик температуры 13, закрепленный в основном отсеке 2. Система термостатирования содержит также устройство принудительного перемещения воздуха 14 в контейнере, встроенное в боковую поверхность корпуса ТЭГ 4 и электрический обогреватель 15, установленный в нижней части контейнера 1. Устройства принудительного перемещения воздуха 14 представляет собой осевые вентиляторы, которые подключены к ТЭГ 4 и установлены в отверстия, выполненные на боковой поверхности корпуса каждого ТЭГ на уровне расположения радиаторов 24. Осевые вентиляторы установлены таким образом, чтобы удалять нагретый воздух из корпуса ТЭГ. Вентиляторы 14 соединены с контроллером блока управления 7, который в свою очередь подключен к датчику температуры 13. Мощность электрического обогревателя 15 зависит от объема внутреннего помещения контейнера 1 и количества оборудования в нем. Электрический обогреватель мощностью, например, 2 кВт установлен в основном отсеке контейнера, имеющего размеры 5·100×3000×3000. Электрический обогреватель 15 подключен к дизель-генератору 8, который соединен через контроллер блока управления 7 с датчиком температуры 13.The temperature control system contains temperature-sensitive elements with shutters 12 (Fig. 1) located in the main compartment 2 of the container in the equipment placement zone. The thermosensitive elements are rigidly fixed to the partition wall of the container 1 and the system of levers are connected with the air supply flaps from the radiators and the external air flow flaps. The heat air dampers from the radiators are installed under the ceiling of the container 1 above the TEG. On the contrary, in the upper part of the container 1 there are external air intake flaps. As a temperature-sensitive element, for example, a RT-1 temperature sensor with a thermal relay is used. The temperature inside the container 1 is controlled by a temperature sensor 13, mounted in the main compartment 2. The temperature control system also contains a forced air movement device 14 in the container, integrated in the side surface of the TEG 4 and an electric heater 15 installed in the lower part of the container 1. Air forced movement devices 14 is an axial fan that is connected to the TEG 4 and installed in the holes made on the side surface of the housing of each TEG at a level radiators 24. Axial fans are installed in such a way as to remove heated air from the TEG body. The fans 14 are connected to the controller of the control unit 7, which in turn is connected to the temperature sensor 13. The power of the electric heater 15 depends on the volume of the interior of the container 1 and the amount of equipment in it. An electric heater with a power of, for example, 2 kW is installed in the main compartment of a container having dimensions of 5 × 100 × 3000 × 3000. An electric heater 15 is connected to a diesel generator 8, which is connected through a controller of the control unit 7 to a temperature sensor 13.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

Термоэлектрические генераторы (ТЭГ) 4 преобразуют тепловую энергию в электрическую в полупроводниковых термоэлементах, входящих в состав термоэлектрических батарей 23. Газ из трубопровода подают в прибор дозирования газа 6, который обеспечивает настройку каждого ТЭГ на определенный по мощности режим. Газ проходит через отсечной клапан и регулирующий дроссель прибора дозирования газа 6 и поступает к каждому рабочему ТЭГ 4. Затем газ, смешанный с воздухом из воздуховода 26, подают в горелочное устройство 21. Запуск ТЭГ осуществляют поджогом газовоздушной смеси. Горение газовоздушной смеси происходит внутри излучателя 25 до полного сгорания газа. Излучатель 25 разогревают до температуры t~1000°С, а продукты сгорания через отверстия в излучателе поступают в теплоприемник 22, который нагревается до температуры t=500-520°С и нагревает одну из сторон термоэлектрической батареи 23. С другой стороны термоэлектрической батареи 23 тепло сбрасывается воздушным радиатором 24, в щелях которого циркулирует воздух за счет естественной конвекции, обеспечивая на этой стороне батареи t=100°С. При прохождении теплового потока через полупроводниковые термоэлементы термоэлектрических батарей 23, обладающие тепловым сопротивлением, образуется необходимый перепад температур и разность потенциалов в последовательно соединенных термоэлементах термоэлектрических батарей 23. При подключении к этой цепи внешней нагрузки 29 возникает электрический ток.Thermoelectric generators (TEG) 4 convert thermal energy into electrical energy in semiconductor thermoelements that are part of thermoelectric batteries 23. Gas is supplied from the pipeline to a gas metering device 6, which ensures that each TEG is configured for a power-specific mode. The gas passes through the shut-off valve and the regulating throttle of the gas metering device 6 and enters each working TEG 4. Then, the gas mixed with air from the duct 26 is fed to the burner device 21. The TEG is started by igniting the air-gas mixture. The combustion of the gas-air mixture occurs inside the emitter 25 to complete combustion of the gas. The emitter 25 is heated to a temperature of t ~ 1000 ° C, and the combustion products through the holes in the emitter enter the heat sink 22, which is heated to a temperature of t = 500-520 ° C and heats one of the sides of the thermoelectric battery 23. On the other hand, the thermoelectric battery 23 is discharged by an air radiator 24, in the slots of which air circulates due to natural convection, providing t = 100 ° C on this side of the battery. When the heat flux passes through the semiconductor thermoelectric elements of thermoelectric batteries 23 having thermal resistance, the necessary temperature difference and potential difference are formed in the thermoelectric batteries 23 connected in series to the thermoelements. When an external load 29 is connected to this circuit, an electric current occurs.

Работой генераторов управляет блок стабилизации напряжения 5, подключенный к каждому ТЭГ. Блок стабилизации напряжения 5 стабилизирует выходное напряжение при работе одного ТЭГ и параллельной работе ТЭГ на общую нагрузку, управляет работой ТЭГ, осуществляя их запуск и выключение, и контролирует изменение режима работы генераторов. Когда один из рабочих ТЭГ выходит из строя или произойдет снижение напряжения генератора ниже установленного предела, поступает сигнал от его блока стабилизации напряжения 5 на отсечной клапан прибора дозирования газа 6 и ТЭГ отключается. Пульсации выходного напряжения блока стабилизации 5 не превышают 0,2 В. От блока стабилизации напряжения 5 сигналы выключения ТЭГ, достижения номинального напряжения, снижения мощности на 10% и отключения подают на контроллер блока управления 7. Поступившие сигналы от всех блоков стабилизации напряжения 5 обрабатываются контроллером блока управления 7 и далее поступают диспетчеру, который также контролирует и управляет работой ТЭГ. При отключении ТЭГ для обеспечения бесперебойной работы термоэлектрического блока питания параллельно термоэлектрическим генераторам 4 подключен комплект аккумуляторных батарей 9 емкостью 600 А·ч, соединенный в буферном режиме с нагрузкой 29. В случае отказа ТЭГ аккумуляторные батареи 9 автоматически включаются. Зарядное устройство 10, подключенное к аккумуляторным батареям 9, контролирует напряжение в сети аккумуляторных батарей и при снижении напряжения на 10% подает сигнал на контроллер блока управления 7, который производит запуск дизель-генератора 8 через электростартер для подзарядки аккумуляторных батарей 9 в течение, например, 180 мин. При достижении необходимого напряжения на аккумуляторных батареях 9 сигналом с контроллера 7, поступающим на электростартер, дизель-генератор отключается. При включении диспетчером неработающих ТЭГ и достижении номинального напряжения на их выходе поступает сигнал с блока стабилизации 5 на контроллер блока управления 7, который отключает зарядное устройство 10.The operation of the generators is controlled by a voltage stabilization unit 5, connected to each TEG. The voltage stabilization unit 5 stabilizes the output voltage during the operation of one TEG and parallel operation of the TEG to the total load, controls the operation of the TEG, starting and stopping them, and controls the change in the operation mode of the generators. When one of the working TEG fails or the generator voltage drops below the set limit, a signal is received from its voltage stabilization unit 5 to the shut-off valve of the gas metering device 6 and the TEG is turned off. The output voltage ripple of the stabilization unit 5 does not exceed 0.2 V. From the voltage stabilization unit 5, the TEG shutdown signals, achievement of the rated voltage, 10% power reduction and shutdown are fed to the control unit controller 7. Received signals from all voltage stabilization units 5 are processed by the controller control unit 7 and then go to the dispatcher, who also monitors and controls the operation of the TEG. When the TEG is turned off to ensure the uninterrupted operation of the thermoelectric power supply, a set of rechargeable batteries 9 with a capacity of 600 Ah is connected in parallel with thermoelectric generators 4, connected in a buffer mode with a load of 29. In the event of a failure of the TEG, the rechargeable batteries 9 are automatically turned on. A charger 10 connected to the batteries 9 monitors the voltage in the battery network and, when the voltage is reduced by 10%, sends a signal to the controller of the control unit 7, which starts the diesel generator 8 through the electric starter to recharge the batteries 9 for, for example, 180 minutes When the required voltage on the batteries 9 is reached, the diesel generator is switched off by a signal from the controller 7 supplied to the electric starter. When the manager turns on the idle TEGs and reaches the rated voltage at their output, a signal is received from the stabilization unit 5 to the controller of the control unit 7, which disconnects the charger 10.

Блок управления 7 контролирует также возникновение аварийных ситуаций в контейнере 1. При срабатывании аварийных датчиков - теплового пожарного сигнализатора 16, сигнализатора горючих газов 17, датчика несанкционированного открытия дверей 28 или срабатывании системы пожаротушения 18 поступает сигнал от этих датчиков на контроллер блока управления 7, который передает информацию об аварийных ситуациях диспетчеру на отключение термоэлектрического блока питания.The control unit 7 also controls the occurrence of emergency situations in the container 1. When triggered by emergency sensors - a thermal fire detector 16, a combustible gas detector 17, an unauthorized door opener 28 or a fire extinguishing system 18, a signal from these sensors is transmitted to the controller of the control unit 7, which transmits information about emergency situations to the dispatcher for disconnecting the thermoelectric power supply.

Термоэлектрические генераторы 4 являются также источником тепла для подогрева воздуха в контейнере 1. Температура в контейнере t_к может меняться за счет работы ТЭГ 4 и изменения температуры наружного воздуха t_н. Нагретый в радиаторах 24 воздух частично отводится наружу через дефлектор 20, расположенный на крыше контейнера 1. Поддержание оптимальной температуры в контейнере обеспечивает система термостатирования. При изменении температуры наружного воздуха t_н термочувствительные элементы 12 изменяют положение заслонок подачи воздуха из радиаторов и заслонок притока наружного воздуха. Заслонки регулируют приток наружного воздуха, поступающего в контейнер 1 и удаляемого воздуха, подогретого в радиаторах 24. При повышении температуры в контейнере t_к заслонка подачи воздуха от радиатора закрывается, а заслонка притока наружного воздуха открывается. При понижении температуры в контейнере t_к положение заслонок изменяется. Существует два крайних положения заслонок.Thermoelectric generators 4 are also a source of heat for heating the air in the container 1. The temperature in the container t _to can vary due to the operation of the TEG 4 and changes in the outdoor temperature t _n . The air heated in the radiators 24 is partially diverted out through the deflector 20 located on the roof of the container 1. Maintaining the optimal temperature in the container provides a temperature control system. When changing the temperature of the outdoor air t _n temperature _- sensitive elements 12 change the position of the air supply flaps from the radiators and the air supply flaps. Flaps controlled inflow of outside air entering the container 1 and the exhaust air, preheated in the radiator 24. When the temperature rises in the container t _{to the} air supply from the radiator valve is closed, and the outdoor air intake valve opens. By lowering the temperature in the container _to position dampers t varies. There are two extreme positions of the dampers.

Изменением положения заслонок регулируют количество поступающего в контейнер наружного воздуха и теплого воздуха из радиаторов ТЭГ 4. В нормальном режиме работы в контейнере обеспечивается t_к=20°С. Если температура наружного воздуха снижается и при оптимальном положения заслонок падает температура в контейнере 1 ниже установленного значения, то от датчиков температуры 13 поступает сигнал на контроллер блока управления 7, который запускает вентиляторы 14, встроенные в корпус ТЭГ. Вентиляторы 14 обеспечивают дополнительный приток теплого воздуха от радиаторов ТЭГ. При достижении необходимого температурного режима в контейнере 1 блок управления 7 подает сигнал на отключение вентиляторов 14. Если происходит выход из строя ТЭГ 4, то нормальный температурный режим в контейнере 1 обеспечивает электрический обогреватель 15. При отключении ТЭГ температура в контейнере падает и датчики температуры 13 подают сигнал на контроллер блока управления 7, который включает электрический обогреватель 15, питание которому обеспечивает дизель-генератор 8. Электрический обогреватель 15 включается на обогрев помещения контейнера 1 при отказе ТЭГ 4 или в период проведения пуско-наладочных работ. При достижении установленной температуры в контейнере 1 контроллер блока управления 7 отключает дизель-генератор 8 и электрический обогреватель.By changing the position of the dampers, the amount of outside air and warm air entering the container from the TEG 4 radiators is regulated. In normal operation, the container provides t _k = 20 ° C. If the outdoor air temperature decreases and at the optimal position of the dampers the temperature in the container 1 drops below the set value, then a signal is sent from the temperature sensors 13 to the controller of the control unit 7, which starts the fans 14 integrated into the TEG body. Fans 14 provide an additional influx of warm air from the TEG radiators. Upon reaching the required temperature in the container 1, the control unit 7 sends a signal to turn off the fans 14. If the TEG 4 fails, the normal temperature in the container 1 is provided by the electric heater 15. When the TEG is turned off, the temperature in the container drops and the temperature sensors 13 supply a signal to the controller of the control unit 7, which includes an electric heater 15, the power of which is provided by a diesel generator 8. An electric heater 15 is turned on to heat the room eynera 1 failure TEG 4 or during the pre-commissioning. Upon reaching the set temperature in the container 1, the controller of the control unit 7 turns off the diesel generator 8 and the electric heater.

Таким образом обеспечивается дополнительное терморегулирование температуры внутри контейнера и поддерживание необходимого температурного режима при низких температурах окружающего воздуха особенно в северных районах и обогрев помещения контейнера при отключении ТЭГ.This provides additional temperature control inside the container and maintaining the required temperature at low ambient temperatures, especially in the northern regions and heating the container when the TEG is turned off.

Данный термоэлектрический блок питания осуществляет автоматический контроль работы ТЭГ и обеспечивает постоянную бесперебойную подачу электроэнергии в нагрузку при снижении выходного напряжения ТЭГ или выходе их из строя, а также на период осуществлении пуско-наладочных работ за счет введения дополнительной системы резервного электропитания, включающейся автоматически.This thermoelectric power supply unit automatically monitors the operation of the TEG and ensures a constant uninterrupted supply of electricity to the load when the output voltage of the TEG is reduced or their failure occurs, as well as for the period of commissioning due to the introduction of an additional backup power system that switches on automatically.

За счет этого повышается надежность работы термоэлектрических генераторов, исключается возможность отказов в работе и обеспечивается непрерывная бесперебойная работа термоэлектрического блока питания, а также увеличивается срок его службыThis increases the reliability of thermoelectric generators, eliminates the possibility of failures and ensures continuous uninterrupted operation of the thermoelectric power supply, and also increases its service life

Claims

1. A thermoelectric power supply unit comprising thermoelectric generators located in the container, which consist of thermoelectric batteries installed in the housing and connected to air radiators and through a heat receiver with a burner device, as well as a voltage stabilization unit, a control unit and a temperature control system, including temperature-sensitive elements with dampers characterized in that an additional diesel generator with an automatic start system and rechargeable batteries connected to Res charger to the thermoelectric generator, and the control unit is adapted to base controller coupled to the voltage stabilization unit, the charger and the diesel generator.

2. The thermoelectric power supply unit according to claim 1, characterized in that the temperature control system further comprises a temperature sensor and devices for forced air movement in the container, integrated in the side surfaces of the thermoelectric generator housing and connected through the controller of the control unit to the temperature sensor.

3. The thermoelectric power supply according to claim 1, characterized in that an electric heater connected to a diesel generator connected through a controller of the control unit to the temperature sensor is introduced into the temperature control system.