RU2820572C1 - Thermoelectric intensifier of heat transfer between flows of media with different temperature - Google Patents
Thermoelectric intensifier of heat transfer between flows of media with different temperature Download PDFInfo
- Publication number
- RU2820572C1 RU2820572C1 RU2023129658A RU2023129658A RU2820572C1 RU 2820572 C1 RU2820572 C1 RU 2820572C1 RU 2023129658 A RU2023129658 A RU 2023129658A RU 2023129658 A RU2023129658 A RU 2023129658A RU 2820572 C1 RU2820572 C1 RU 2820572C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- thermoelectric
- air ducts
- transport
- transport zones
- media
- Prior art date
Links
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 claims abstract description 4
- 238000007664 blowing Methods 0.000 claims description 3
- 239000007789 gas Substances 0.000 abstract description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
Abstract
Description
Изобретение относится к термоэлектрической технике, в частности к термоэлектрическим устройствам для интенсификации теплообмена между потоками жидкостей или газов (средами) с различной температурой.The invention relates to thermoelectric technology, in particular to thermoelectric devices for intensifying heat exchange between flows of liquids or gases (media) with different temperatures.
Прототипом является конструкция описанная в [1]. Устройство состоит из термоэлектрической батареи, составленной из идентичных по размерам и физическим свойствам термоэлементов, одна поверхность которой через разделяющую стенку первой транспортной зоны обтекается средой с более низкой температурой, а другая также через разделяющую стенку второй транспортной зоны - средой с более высокой температурой. Термоэлектрическая батарея выполняет функции интенсификатора теплопередачи между двумя потоками жидкости или газа за счет поглощения и выделения теплоты Пельтье на спаях термоэлементов, находящихся в тепловом контакте с ними. В транспортных зонах, перпендикулярно направлению движения сред выполнены сквозные воздуховоды, причем над воздуховодами обоих транспортных зон устанавливаются вентиляторные агрегаты, количество которых варьируется от трех до пяти, запитываемые от дополнительного источника электрической энергии, осуществляющие продув воздуха в воздуховоды таким образом, чтобы поток воздуха шел от поверхностей термоэлектрической батареи, причем скорость вращения вентиляторных агрегатов увеличивается в направлении к концу транспортных зон.The prototype is the design described in [1]. The device consists of a thermoelectric battery composed of thermoelements identical in size and physical properties, one surface of which is flown around a medium with a lower temperature through the dividing wall of the first transport zone, and the other, also through the separating wall of the second transport zone, is flown around a medium with a higher temperature. The thermoelectric battery acts as a heat transfer intensifier between two flows of liquid or gas due to the absorption and release of Peltier heat at the junctions of thermoelements that are in thermal contact with them. In transport zones, end-to-end air ducts are made perpendicular to the direction of media movement, and fan units are installed above the air ducts of both transport zones, the number of which varies from three to five, powered from an additional source of electrical energy, blowing air into the air ducts so that the air flow comes from surfaces of the thermoelectric battery, and the rotation speed of the fan units increases towards the end of the transport zones.
Недостатком устройства является невысокая интенсивность теплообмена между спаями термоэлементов, составляющих термоэлектрическую батарею, и соответствующими средами. Данное обстоятельство связано с относительно небольшой площадью теплового сопряжения сред в транспортных зонах с источниками теплоты. The disadvantage of the device is the low intensity of heat exchange between the junctions of the thermoelements that make up the thermoelectric battery and the corresponding media. This circumstance is associated with the relatively small area of thermal interface of media in transport zones with heat sources.
Целью изобретения является интенсификация теплообмена между источником теплоты в виде термоэлектрической батареи и обтекающими ее средами за счет увеличения площади теплообмена между ними.The purpose of the invention is to intensify heat exchange between a heat source in the form of a thermoelectric battery and the media flowing around it by increasing the heat exchange area between them.
Цель достигается тем, что воздуховоды в двух транспортных зонах делятся на две группы, расположенные в несколько рядов, количество которых варьируется от 3 до 5, расположенных в коридорном порядке, имеющие зеркальное расположение относительно центральной вертикальной плоскости под углом к ней, находящимся в пределах 25-45 градусов. При этом пары воздуховодов в первой и второй транспортных зонах зеркально отражены в центральной горизонтальной плоскости.The goal is achieved by the fact that the air ducts in two transport zones are divided into two groups, located in several rows, the number of which varies from 3 to 5, located in a corridor order, having a mirror arrangement relative to the central vertical plane at an angle to it, located within 25- 45 degrees. In this case, pairs of air ducts in the first and second transport zones are mirrored in the central horizontal plane.
Конструкция термоэлектрического интенсификатора теплопередачи приведена на фиг.1. Устройство состоит из термоэлектрической батареи 1, составленной из идентичных по размерам и физическим свойствам термоэлементов, питаемой основным источником электрической энергии (на фиг. не показан), обе поверхности которой имеют непосредственный тепловой контакт со стенками 2 двух транспортных зон 3 с движущимися в них средами 4. В каждой из транспортных зон 3 выполнены две группы сквозных воздуховодов 5, 6 и 7, 8 в несколько рядов, количество которых варьируется от 3 до 5, расположенных в коридорном порядке. Причем в каждой транспортной зоне 3 воздуховоды 5, 6 и 7, 8 имеют зеркальное расположение относительно центральной вертикальной плоскости 9 под углом к ней, находящимся в пределах 25-45 градусов. Пары воздуховодов 5, 6 в первой и 7, 8 второй транспортных зонах 3 зеркально отражены в центральной горизонтальной плоскости 10. Над воздуховодами 5, 6, 7, 8 обоих транспортных зон устанавливаются вентиляторные агрегаты 11, количество которых варьируется от трех до пяти, запитываемые от дополнительного источника электрической энергии (на фиг. не показан). Вентиляторные агрегаты 11 осуществляют продув воздуха в воздуховодах 5, 6, 7, 8 таким образом, чтобы поток воздуха шел от поверхностей термоэлектрической батареи 1. При этом скорость вращения вентиляторных агрегатов увеличивается в направлении к концу транспортных зон.The design of the thermoelectric heat transfer intensifier is shown in Fig.1. The device consists of a thermoelectric battery 1, composed of thermoelements identical in size and physical properties, powered by the main source of electrical energy (not shown in the figure), both surfaces of which have direct thermal contact with the walls 2 of two transport zones 3 with media moving in them 4 In each of the transport zones 3, there are two groups of through air ducts 5, 6 and 7, 8 in several rows, the number of which varies from 3 to 5, located in a corridor order. Moreover, in each transport zone 3, the air ducts 5, 6 and 7, 8 have a mirror arrangement relative to the central vertical plane 9 at an angle to it, located in the range of 25-45 degrees. Pairs of air ducts 5, 6 in the first and 7, 8 second transport zones 3 are mirrored in the central horizontal plane 10. Above the air ducts 5, 6, 7, 8 of both transport zones, fan units 11 are installed, the number of which varies from three to five, powered by additional source of electrical energy (not shown in the figure). Fan units 11 blow air in the air ducts 5, 6, 7, 8 so that the air flow comes from the surfaces of the thermoelectric battery 1. In this case, the rotation speed of the fan units increases towards the end of the transport zones.
Термоэлектрический интенсификатор теплопередачи работает следующим образом. При пропускании через термоэлектрическую батарею 1 постоянного электрического тока от источника энергии на одних спаях термоэлементов будет поглощаться теплота Пельтье, а на других - выделяться. Если холодные спаи термоэлементов будут находиться в непосредственном контакте со стенкой 2 транспортной зоны 3 с горячей движущейся средой 4, а горячие спаи термоэлементов - со стенкой 2 транспортной зоны 3 с холодной движущейся средой, то за счет имеющегося перепада температур будет происходить интенсификация обмена тепловой энергией между двумя потоками сред. Продув воздуха в воздуховодах 5, 6, 7, 8 вентиляторными агрегатами 11 даст возможность дополнительно к кондуктивному теплообмену между поверхностями термоэлектрической батареи 1 и стенками 2 транспортных зон добавить конвективный теплообмен между воздушным потоком, направленным от холодной и горячей поверхностей термоэлектрической батареи 1 и транспортными зонами 3. При этом увеличение скорости вращения вентиляторных агрегатов 11 в направлении к концу транспортных зон позволяет скомпенсировать уменьшение температурного напора между средами в данном направлении за счет увеличения интенсивности теплообмена между ними (увеличения коэффициента теплопередачи). Увеличение площади теплообмена между источником теплоты (термоэлектрической батареей 1) и средами 4 в транспортных зонах 3 за счет наличия воздуховодов 5, 6, 7, 8 в предложенном исполнении также интенсифицирует теплообмен между ними.The thermoelectric heat transfer intensifier works as follows. When direct electric current from an energy source is passed through thermoelectric battery 1, Peltier heat will be absorbed at some junctions of the thermoelements, and released at others. If the cold junctions of the thermoelements are in direct contact with the wall 2 of the transport zone 3 with the hot moving medium 4, and the hot junctions of the thermoelements are in direct contact with the wall 2 of the transport zone 3 with the cold moving medium, then due to the existing temperature difference there will be an intensification of the exchange of thermal energy between two streams of media. Blowing air in the air ducts 5, 6, 7, 8 with fan units 11 will make it possible, in addition to the conductive heat exchange between the surfaces of the thermoelectric battery 1 and the walls of 2 transport zones, to add convective heat exchange between the air flow directed from the cold and hot surfaces of the thermoelectric battery 1 and the transport zones 3 In this case, increasing the rotation speed of the fan units 11 towards the end of the transport zones makes it possible to compensate for the decrease in the temperature pressure between the media in this direction by increasing the intensity of heat exchange between them (increasing the heat transfer coefficient). An increase in the heat exchange area between the heat source (thermoelectric battery 1) and the media 4 in the transport zones 3 due to the presence of air ducts 5, 6, 7, 8 in the proposed design also intensifies the heat exchange between them.
ЛитератураLiterature
1. Патент РФ на изобретение № 2759307 Термоэлектрический интенсификатор теплопередачи между потоками сред с различной температурой / Магомадов Р.А.-М., Эзирбаев Т.Б., Абдулхакимов У.И., Дебиев М.В., Садаева З.С., Мударов С.Б., опубл. 11.11.2021, Бюл. № 32.1. RF patent for invention No. 2759307 Thermoelectric heat transfer intensifier between media flows with different temperatures / Magomadov R.A.-M., Ezirbaev T.B., Abdulkhakimov U.I., Debiev M.V., Sadaeva Z.S. , Mudarov S.B., publ. 11/11/2021, Bulletin. No. 32.
Claims (1)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2820572C1 true RU2820572C1 (en) | 2024-06-05 |
Family
ID=
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20000050229A (en) * | 2000-05-24 | 2000-08-05 | 엄재풍 | A cooling equipment for thermoelement exotherermic part |
| RU2651096C1 (en) * | 2017-04-20 | 2018-04-18 | Федеральное Государственное Бюджетное Образовательное Учреждение Высшего Образования "Дагестанский Государственный Технический Университет" (Дгту) | Thermoelectric intensifier of heat transfer between media flows with different temperatures |
| RU2759307C1 (en) * | 2021-01-13 | 2021-11-11 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Грозненский государственный нефтяной технический университет имени акад. М.Д. Миллионщикова" | Thermoelectric heat transfer intensifier between media flows with different temperatures |
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20000050229A (en) * | 2000-05-24 | 2000-08-05 | 엄재풍 | A cooling equipment for thermoelement exotherermic part |
| RU2651096C1 (en) * | 2017-04-20 | 2018-04-18 | Федеральное Государственное Бюджетное Образовательное Учреждение Высшего Образования "Дагестанский Государственный Технический Университет" (Дгту) | Thermoelectric intensifier of heat transfer between media flows with different temperatures |
| RU2759307C1 (en) * | 2021-01-13 | 2021-11-11 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Грозненский государственный нефтяной технический университет имени акад. М.Д. Миллионщикова" | Thermoelectric heat transfer intensifier between media flows with different temperatures |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN100427849C (en) | Improved efficiency thermoelectrics utilizing thermal isolation | |
| US20150330718A1 (en) | Integrated blower diffuser-fin single phase heat exchanger | |
| US8850829B2 (en) | Heating and cooling unit with semiconductor device and heat pipe | |
| US8461447B2 (en) | Device for use in a furnace exhaust stream for thermoelectric generation | |
| RU2820572C1 (en) | Thermoelectric intensifier of heat transfer between flows of media with different temperature | |
| RU2820249C1 (en) | Thermoelectric intensifier of heat transfer between flows of media with different temperature | |
| RU2820251C1 (en) | Thermoelectric intensifier of heat transfer between flows of media with different temperature | |
| RU2820257C1 (en) | Thermoelectric intensifier of heat transfer between flows of media with different temperature | |
| RU2818412C1 (en) | Thermoelectric intensifier of heat transfer between flows of media with different temperature | |
| RU2820259C1 (en) | Thermoelectric intensifier of heat transfer between flows of media with different temperature | |
| RU2820571C1 (en) | Thermoelectric intensifier of heat transfer between flows of media with different temperature | |
| RU2820250C1 (en) | Thermoelectric intensifier of heat transfer between flows of media with different temperature | |
| RU2820573C1 (en) | Thermoelectric intensifier of heat transfer between flows of media with different temperature | |
| RU2759307C1 (en) | Thermoelectric heat transfer intensifier between media flows with different temperatures | |
| RU2788025C1 (en) | Thermoelectric heat transfer intensifier between media flows with different temperatures | |
| RU2651112C1 (en) | Thermoelectric heat transfer intensifier between media streams with a different temperatures | |
| RU2651096C1 (en) | Thermoelectric intensifier of heat transfer between media flows with different temperatures | |
| US3167926A (en) | Thermoelectric apparatus | |
| RU2651700C1 (en) | Thermoelectric heat transfer intensifier between media streams with a different temperatures | |
| US3500650A (en) | Multistage direct transfer thermoelectric apparatus | |
| US2833370A (en) | Air cleaning and conditioning by thermal precipitation | |
| Rakkwamsuk et al. | An experimental investigation on the performance of a thermoelectric dehumidification system | |
| GB1040218A (en) | Improvements in thermo-electric cooling devices | |
| US2472759A (en) | Thermopile for measuring air temperatures | |
| RU2797712C1 (en) | Thermoelectric device for heat removal from electronic equipment elements |