RU58205U1 - LOW TEMPERATURE THERMOSTAT - Google Patents
LOW TEMPERATURE THERMOSTAT Download PDFInfo
- Publication number
- RU58205U1 RU58205U1 RU2006121373/22U RU2006121373U RU58205U1 RU 58205 U1 RU58205 U1 RU 58205U1 RU 2006121373/22 U RU2006121373/22 U RU 2006121373/22U RU 2006121373 U RU2006121373 U RU 2006121373U RU 58205 U1 RU58205 U1 RU 58205U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- heat
- cooling unit
- working chamber
- conducting circuit
- coolant
- Prior art date
Links
Abstract
Устройство предназначено для обеспечения непрерывности поддержания заданного режима термостатирования, например, при длительном хранении медико-биологических материалов в условиях возможных перебоев в энергопитании. Термостат содержит корпус с рабочей камерой и теплоизолирующим ограждением, блок охлаждения, теплопроводный контур с циркулирующим хладоносителем и тепловой затвор, при этом блок охлаждения размещен вне рабочей камеры за пределами теплоизолирующего ограждения, теплопроводный контур выполнен в виде каналов, проходящих через теплоизолирующее ограждение, и расположен между рабочей камерой и блоком охлаждения, а тепловой затвор встроен в теплопроводный контур с возможностью обеспечения открытого состояния контура при работе блока охлаждения и закрытого состояния контура при отключении блока охлаждения от энергопитания. В качестве хладоносителя может быть применено вещество, находящееся в газообразном, парообразном или жидком фазовом состоянии. Блок охлаждения может быть выполнен в виде испарителя холодильного агрегата. В состав теплопроводного контура введены нагнетатели, выполненные в виде, по меньшей мере, одного вентилятора или, по меньшей мере, одного насоса. Тепловой затвор может быть выполнен в виде поворотных заслонок, встроенных в каналы теплопроводного контура. Теплопроводный контур может быть выполнен в виде газорегулируемой тепловой трубы. Конструкция термостата позволяет обеспечить поддержание заданного температурного режима в рабочей камере при длительном отключении энергопитания. 5 з.п. ф-лы, 6 илл.The device is intended to ensure the continuity of maintaining a given temperature control mode, for example, during prolonged storage of biomedical materials in the event of possible interruptions in power supply. The thermostat contains a housing with a working chamber and a heat insulating fence, a cooling unit, a heat-conducting circuit with a circulating coolant and a thermal shutter, while the cooling unit is located outside the working chamber outside the heat-insulating fence, the heat-conducting circuit is made in the form of channels passing through the heat-insulating fence, and is located between a working chamber and a cooling unit, and a thermal shutter is built into the heat-conducting circuit with the possibility of ensuring the open state of the circuit during operation of the cooling unit waiting and closed state of the circuit when the cooling unit is disconnected from the power supply. As a coolant, a substance in a gaseous, vaporous or liquid phase state can be used. The cooling unit can be made in the form of an evaporator of a refrigeration unit. The composition of the heat-conducting circuit includes superchargers made in the form of at least one fan or at least one pump. The thermal shutter can be made in the form of rotary dampers integrated in the channels of the heat-conducting circuit. The heat-conducting circuit can be made in the form of a gas-controlled heat pipe. The design of the thermostat allows you to maintain the specified temperature in the working chamber during a prolonged shutdown of the power supply. 5 cp f-ly, 6 ill.
Description
Полезная модель относится к области холодильной техники, в частности, к аппаратам, предназначенным для обеспечения непрерывности поддержания заданного режима термостатирования, например, при длительном хранении медико-биологических материалов в условиях возможных перебоев в энергопитании.The utility model relates to the field of refrigeration, in particular, to devices designed to ensure the continuity of maintaining a given temperature control mode, for example, during long-term storage of biomedical materials in the event of possible interruptions in power supply.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предложенному устройству относится термостат, содержащий корпус, теплоизолированную рабочую камеру, в объеме которой установлены блок охлаждения в виде испарителя холодильного компрессионного агрегата, вентилятор, создающий теплопроводный контур в виде циркулирующего потока воздуха, посредством которого производится тепловое подключение испарителя к объему рабочей камеры. То есть, в известном устройстве поток воздуха, проходя через испаритель, охлаждается и далее, поступая в рабочий объем, обуславливает охлаждение, как стенок самой рабочей камеры, так и всех находящихся в ней объектов (см. патент Российской Федерации №2076350 С1, кл. G 05 D 23/30, опубл. 27.03.1997).The closest in technical essence and the achieved result to the proposed device includes a thermostat containing a housing, a heat-insulated working chamber, in the volume of which a cooling unit is installed in the form of an evaporator of a refrigeration compression unit, a fan that creates a heat-conducting circuit in the form of a circulating air flow, through which the heat connection evaporator to the volume of the working chamber. That is, in the known device, the air flow passing through the evaporator is cooled and then entering the working volume, it determines the cooling of both the walls of the working chamber itself and all objects inside it (see patent of the Russian Federation No. 2076350 C1, cl. G 05 D 23/30, publ. 03/27/1997).
Недостаток известного устройства, принятого за прототип, состоит в невозможности гарантированного обеспечения в рабочей камере заданных температурных режимов при длительном хранении термочувствительных материалов, например, медико-биологического происхождения.A disadvantage of the known device adopted for the prototype is the impossibility of guaranteed provision in the working chamber of the set temperature conditions during long-term storage of heat-sensitive materials, for example, of medical and biological origin.
Этот недостаток обусловлен тем, что при длительных отключениях энергопитания, например, при авариях энергосетей, или, например, при регламентных отключениях холодильного агрегата, вызванных необходимостью оттайки испарителя, происходит быстрый нагрев испарителя, размещенного непосредственно в рабочем объеме, за счет натекания тепла по высокотеплопроводным элементам холодильного агрегата.This drawback is due to the fact that during long power outages, for example, during power outages, or, for example, during routine shutdowns of the refrigeration unit, caused by the need to defrost the evaporator, the evaporator located directly in the working volume quickly heats up due to leakage of heat through the highly heat-conducting elements refrigeration unit.
Повышение температуры испарителя, размещенного непосредственно в объеме рабочей камеры, может привести, в свою очередь, к повышению температуры всех находящихся в ней объектов за допустимый температурный уровень, предусмотренный определенными нормативными документами как предельно высокая температура хранения термочувствительных объектов.An increase in the temperature of the evaporator located directly in the volume of the working chamber can, in turn, lead to an increase in the temperature of all objects located in it beyond the permissible temperature level provided for by certain regulatory documents as the extremely high storage temperature of heat-sensitive objects.
Задачей полезной модели является обеспечение гарантированного поддержания заданного температурного режима в рабочей камере при длительных отключениях либо энергопитания аппарата, в целом, либо только холодильного агрегата.The objective of the utility model is to ensure guaranteed maintenance of a given temperature in the working chamber during prolonged shutdowns of either the power supply of the device, in general, or only the refrigeration unit.
Указанный технический результат достигается тем, что низкотемпературный термостат содержит корпус с рабочей камерой и теплоизолирующим ограждением, блок охлаждения, теплопроводный контур с циркулирующим хладоносителем и тепловой затвор, при этом блок охлаждения размещен вне рабочей камеры за пределами теплоизолирующего ограждения, теплопроводный контур выполнен в виде каналов, проходящих через теплоизолирующее ограждение, и расположен между рабочей камерой и блоком охлаждения, а тепловой затвор встроен в теплопроводный контур с возможностью обеспечения открытого состояния контура при работе блока охлаждения и закрытого состояния контура при отключении блока охлаждения от энергопитания. В качестве хладоносителя может быть применено вещество, находящееся в газообразном, парообразном или жидком фазовом состоянии. Блок охлаждения может быть выполнен в виде испарителя холодильного агрегата. В состав теплопроводного контура введены нагнетатели, выполненные в виде, по меньшей мере, одного вентилятора или, по меньшей мере, одного насоса, с возможностью обеспечения движения потока хладоносителя от блока охлаждения к рабочей камере при температуре ниже температуры статирования и с возможностью обеспечения обратного движения потока хладоносителя от рабочей камеры к блоку охлаждения.The indicated technical result is achieved in that the low-temperature thermostat comprises a housing with a working chamber and a heat insulating fence, a cooling unit, a heat conducting circuit with a circulating coolant and a thermal shutter, while the cooling unit is located outside the working chamber outside the heat-insulating fence, the heat conducting circuit is made in the form of channels, passing through a heat-insulating fence, and is located between the working chamber and the cooling unit, and the thermal shutter is built into the heat-conducting circuit with the ability to ensure the open state of the circuit during operation of the cooling unit and the closed state of the circuit when the cooling unit is disconnected from the power supply. As a coolant, a substance in a gaseous, vaporous or liquid phase state can be used. The cooling unit can be made in the form of an evaporator of a refrigeration unit. The composition of the heat-conducting circuit includes superchargers made in the form of at least one fan or at least one pump, with the possibility of ensuring the movement of the coolant flow from the cooling unit to the working chamber at a temperature below the static temperature and with the possibility of providing reverse flow refrigerant from the working chamber to the cooling unit.
Тепловой затвор может быть выполнен в виде поворотных заслонок, встроенных в каналы теплопроводного контура с возможностью их герметичного перекрытия.The thermal shutter can be made in the form of rotary dampers built into the channels of the heat-conducting circuit with the possibility of their tight shutoff.
Теплопроводный контур может быть выполнен в виде газорегулируемой тепловой трубы, содержащей герметичный корпус, заполненный рабочим телом, зону конденсации и зону испарения, тепловой затвор выполнен в виде баллона с инертным газом, соединенного посредством патрубка с полостью трубы, причем зона испарения подключена к рабочей камере, а зона конденсации и баллон с газом подключены к блоку охлаждения, при этом в качестве хладоносителя выбрано вещество, находящееся в парообразном состоянии.The heat-conducting circuit can be made in the form of a gas-controlled heat pipe containing a sealed housing filled with a working fluid, a condensation zone and an evaporation zone, a thermal shutter made in the form of an inert gas cylinder connected via a pipe to the pipe cavity, and the evaporation zone is connected to the working chamber, and the condensation zone and the gas cylinder are connected to the cooling unit, while a substance in the vapor state is selected as a coolant.
Сущность полезной модели поясняется графическим материалом.The essence of the utility model is illustrated by graphic material.
На фиг.1 представлена обобщенная тепловая схема предложенного низкотемпературного термостата в состоянии, когда блок охлаждения работает, тепловой затвор открыт, а по теплопроводному контуру производится отвод тепла из рабочей камеры к блоку охлаждения; на фиг.2 представлена обобщенная тепловая схема термостата, находящегося в нефункционирующем состоянии; на фиг.3 представлен термостат в функционирующем состоянии, в котором в качестве хладоносителя в теплопроводном контуре применено вещество, находящееся в газообразном состоянии, в качестве нагнетателей применены вентиляторы, а заслонки воздушного потока, выполняющие функции теплового затвора, находятся в положении, обеспечивающем его открытое состояние; на фиг.4 представлен этот же термостат, находящийся в состоянии отключения от энергопитания, при этом заслонки теплового затвора находятся в положении, обеспечивающем закрытое состояние теплопроводного контура; на фиг.5 представлен термостат, в котором в качестве хладоносителя применено вещество, находящееся в жидком фазовом состоянии, а в качестве нагнетателя применен насос; на фиг.6 представлен термостат, в котором в качестве Figure 1 presents a generalized thermal diagram of the proposed low-temperature thermostat in a state when the cooling unit is operating, the thermal shutter is open, and heat is removed from the working chamber to the cooling unit along the heat-conducting circuit; figure 2 presents a generalized thermal diagram of a thermostat in a non-functional state; figure 3 shows the thermostat in a functioning state, in which a substance in a gaseous state is used as a coolant in a heat-conducting circuit, fans are used as blowers, and the air flow dampers acting as a thermal shutter are in a position that ensures its open state ; figure 4 presents the same thermostat, which is in a state of disconnection from the power supply, while the shutter of the thermal shutter are in a position that provides a closed state of the heat-conducting circuit; 5 shows a thermostat in which a substance in a liquid phase state is used as a coolant, and a pump is used as a supercharger; figure 6 presents the thermostat, in which as
хладоносителя применено вещество, находящееся в парообразном состоянии, а теплопроводный контур выполнен в виде газорегулируемой тепловой трубы.the refrigerant used a substance in the vapor state, and the heat-conducting circuit is made in the form of a gas-controlled heat pipe.
Предложенный термостат содержит (фиг.1 - фиг.6) корпус 1, рабочую камеру 2, отделенную от корпуса 1 теплоизолирующим ограждением 3, блок охлаждения 4, размещенный вне рабочей камеры 2, теплопроводный контур 5, конструктивное исполнение которого определяется физическими свойствами используемого хладоносителя 6, представляющего собой:The proposed thermostat contains (Fig. 1 - Fig. 6) a casing 1, a working chamber 2, separated from the casing 1 by an insulating fence 3, a cooling unit 4 located outside the working chamber 2, a heat-conducting circuit 5, the design of which is determined by the physical properties of the refrigerant 6 used representing:
- замкнутый поток циркуляции газообразного хладоносителя 6, создаваемого нагнетателями 7 в виде вентиляторов;- a closed stream of circulation of the gaseous refrigerant 6 created by the superchargers 7 in the form of fans;
- замкнутый поток циркуляции жидкого хладоносителя 6 (фиг.5), создаваемого нагнетателем 7 в виде насоса;- a closed flow of liquid coolant 6 (Fig. 5) created by the supercharger 7 in the form of a pump;
- замкнутый поток циркуляции хладоносителя 6, находящегося в парообразном состоянии, циркулирующего внутри герметичного корпуса 8 тепловой трубы, зона конденсации которой соединена патрубком с резервуаром 9, содержащим инертный газ 10.- a closed flow of circulation of the coolant 6, which is in a vaporous state, circulating inside the sealed housing 8 of the heat pipe, the condensation zone of which is connected by a pipe to the tank 9 containing inert gas 10.
В конкретном примере конструктивного исполнения термостата в качестве блока охлаждения 4 применен испаритель компрессионного холодильного агрегата, в свою очередь, включающего в себя компрессор 11, конденсатор 12, дроссельный элемент 13. В общем случае, в качестве блока охлаждения может быть применен не только испаритель компрессионного холодильного агрегата, но и испаритель сорбционного холодильника (на черт. не показан), теплоотводящая поверхность 14 полупроводникового термомодуля 15, реализующего эффект Пельтье и др.In a specific example of the design of the thermostat, a compressor refrigeration unit is used as a cooling unit 4, which in turn includes a compressor 11, a condenser 12, a throttle element 13. In general, not only a compression refrigeration evaporator can be used as a cooling unit unit, but also the evaporator of the sorption cooler (not shown in the drawing), the heat-removing surface 14 of the semiconductor thermal module 15, which implements the Peltier effect, etc.
В слое теплоизолирующего ограждения 3, размещенном между рабочей камерой 2 и блоком охлаждения 4, выполнены каналы, в которые встроены элементы теплопроводного контура 5, например:In the layer of the insulating fence 3, located between the working chamber 2 and the cooling unit 4, channels are made in which elements of the heat-conducting circuit 5 are built in, for example:
- канал 16 для нагнетания газообразного (или жидкого) хладоносителя 6, прошедшего через блок охлаждения 4 в рекуперативный теплообменник 17, размещенный в рабочей камере 2;- channel 16 for pumping a gaseous (or liquid) refrigerant 6, passed through the cooling unit 4 into a regenerative heat exchanger 17, located in the working chamber 2;
- канал 18 для откачки газообразного или жидкого хладоносителя 6 из рабочей камеры 2 и подачи в блок охлаждения 4;- channel 18 for pumping a gaseous or liquid coolant 6 from the working chamber 2 and supplying to the cooling unit 4;
- канал 19 для размещения корпуса 8 тепловой трубы, которая зоной конденсации 20 подключена к блоку охлаждения 4, а зоной испарения 21 подключена к рекуперативному теплообменнику 17, выполненному в виде радиатора, размещенного в рабочей камере 2.- a channel 19 for housing the heat pipe body 8, which is connected to the cooling unit 4 by the condensation zone 20, and the evaporation zone 21 is connected to a recuperative heat exchanger 17, made in the form of a radiator located in the working chamber 2.
При этом в термостате может применяться любой тип тепловой трубы, например, гравитационная тепловая труба (когда зона конденсации 20 находится выше зоны испарения 21) или тепловая труба с капиллярной структурой (на черт. не показана), служащей для подачи сконденсированного хладоносителя 6 из зоны конденсации 20 в зону испарения 21.In this case, any type of heat pipe can be used in the thermostat, for example, a gravitational heat pipe (when the condensation zone 20 is above the evaporation zone 21) or a heat pipe with a capillary structure (not shown in the drawing), which serves to supply the condensed refrigerant 6 from the condensation zone 20 to the evaporation zone 21.
В теплопроводный контур 5 встроен тепловой затвор, который, в зависимости от конструктивного исполнения термостата и фазового состояния применяемого хладоносителя 6 может быть выполнен в виде:A thermal shutter is built into the heat-conducting circuit 5, which, depending on the design of the thermostat and the phase state of the refrigerant 6 used, can be made in the form of:
- заслонок 22, встроенных в каналы 16 и 18 циркуляции газообразного хладоносителя 6;- shutters 22, built into the channels 16 and 18 of the circulation of the gaseous refrigerant 6;
- клапанов 23, встроенных в тракты 24, по которым циркулирует жидкий хладоноситель 6;- valves 23, integrated in the paths 24, through which the circulating liquid coolant 6;
- инертного газа 10 в резервуаре 9, который вместе с зоной конденсации 20 тепловой трубы подключен к блоку охлаждения 4.- inert gas 10 in the tank 9, which together with the condensation zone 20 of the heat pipe is connected to the cooling unit 4.
Механизмы управления (на чертеже не показаны) заслонками 22 или клапанами 23 обеспечивают открытое состояние каналов 16 и 18 для прохода потоков газообразного хладоносителя 6 или открытого состояния трактов 24 для протекания жидкого хладоносителя 6 при работе термостата и закрытое состояние этих каналов и трактов при отключении блока охлаждения 4 от энергопитания.The control mechanisms (not shown) by shutters 22 or valves 23 provide an open state of channels 16 and 18 for passage of gaseous coolant flows 6 or an open state of paths 24 for liquid coolant 6 to flow during operation of the thermostat and a closed state of these channels and paths when the cooling unit is turned off 4 from power supply.
В состав термостата входит также блок регулирования температуры 25 в рабочей камере 2, посредством которого обеспечивается регулирование холодильной мощности, подводимой к рабочей камере 2 от блока охлаждения The thermostat also includes a temperature control unit 25 in the working chamber 2, through which the refrigeration power supplied to the working chamber 2 from the cooling unit is regulated
4, и поддержание температуры в ней на заданном уровне с требуемой точностью.4, and maintaining the temperature in it at a given level with the required accuracy.
Предложенный термостат работает следующим образом.The proposed thermostat operates as follows.
При подключении термостата к энергопитанию температура блока охлаждения 4 начинает снижаться. В конкретном примере конструктивного исполнения термостата, когда блок охлаждения выполнен в виде испарителя, компрессор 11 отсасывает из испарителя пары хладагента, сжимает их и подает при высоком давлении и высокой температуре в конденсатор 12, где от хладагента отводится тепло во внешнюю среду, и он переходит из парообразного состояния в жидкое. Далее, проходя через дроссельный элемент 13, жидкий хладоэлемент дросселируется и поступает в испаритель (блок охлаждения 4), где кипит при пониженном давлении и при низкой температуре, отводя тепло от трубок испарителя и обусловливая понижение их температуры.When the thermostat is connected to the power supply, the temperature of the cooling unit 4 starts to decrease. In a specific example of the design of the thermostat, when the cooling unit is made in the form of an evaporator, the compressor 11 draws off refrigerant vapor from the evaporator, compresses them and delivers them at high pressure and high temperature to the condenser 12, where heat is transferred from the refrigerant to the external environment, and it passes from vapor state to liquid. Further, passing through the throttle element 13, the liquid refrigerant is throttled and enters the evaporator (cooling unit 4), where it boils at reduced pressure and at low temperature, removing heat from the evaporator tubes and causing a decrease in their temperature.
По теплопроводному контуру 5 из рабочей камеры 2 начинает отводиться тепло, что обусловливает понижение температуры как ее корпуса, так и всех размещенных в ней объектов.In the heat-conducting circuit 5, heat begins to be removed from the working chamber 2, which causes a decrease in temperature of both its body and all objects placed in it.
В зависимости от конструктивного исполнения термостата и выбора типа хладоносителя 6 работа теплопроводного контура 5 осуществляется следующим образом.Depending on the design of the thermostat and the choice of type of coolant 6, the work of the heat-conducting circuit 5 is as follows.
При использовании хладоносителя 6, находящегося в жидком или газообразном состоянии, поток его, проходя через блок охлаждения, например, омывая трубки испарителя в регенеративном теплообменнике (на черт. не показан), охлаждается и нагнетателем 7 в виде насоса (когда хладоноситель 6 находится в жидком состоянии) или в виде вентилятора (когда хладоноситель 6 находится в газообразном состоянии) подается через каналы 16, выполненные в слое теплоизолирующего ограждения 3, в рабочую камеру 2.When using a coolant 6 in a liquid or gaseous state, its flow passing through the cooling unit, for example, washing the evaporator tubes in a regenerative heat exchanger (not shown in the diagram), is also cooled by a supercharger 7 in the form of a pump (when the coolant 6 is in a liquid condition) or in the form of a fan (when the coolant 6 is in a gaseous state) is fed through channels 16, made in a layer of insulating fencing 3, into the working chamber 2.
При этом охлажденный газообразный хладоноситель, например, поток воздуха, может непосредственно поступать в объем рабочей камеры и напрямую взаимодействовать со всеми находящимися в ней объектами, а In this case, a cooled gaseous refrigerant, for example, an air stream, can directly enter the volume of the working chamber and interact directly with all objects in it, and
охлаждение камеры 2 потоком жидкого хладоносителя осуществляется через посредство регенеративного теплообменника 17.the cooling of the chamber 2 by the flow of a liquid coolant is carried out through a regenerative heat exchanger 17.
Далее поток газообразного или жидкого хладоносителя 6 либо обеспечивший снижение температуры рабочей камеры 2 при выходе термостата на заданный режим термостатирования при tст<tвн, либо обеспечивший компенсацию теплонатеканий извне, нагревается и с более высокой температурой проходит через каналы 18 и вновь подается в регенеративный теплообменник (на черт. не показан), находящийся в тепловом взаимодействии с блоком охлаждения 4, где вновь охлаждается.Further, the flow of gaseous or liquid coolant 6 either ensures a decrease in the temperature of the working chamber 2 when the thermostat reaches the preset temperature control mode at t st <t vn , or provides compensation of heat leakage from the outside, heats up and passes through channels 18 with a higher temperature and is again fed into the regenerative heat exchanger (not shown in Fig.), which is in thermal interaction with the cooling unit 4, where it is again cooled.
В дальнейшем описанный выше процесс цикличного охлаждения и нагрева потока жидкого или газообразного хладоносителя 6 периодически повторяется.Subsequently, the above-described process of cyclic cooling and heating of the liquid or gaseous refrigerant carrier stream 6 is periodically repeated.
В теплопроводном контуре 5, выполненном на основе тепловой трубы, циркулирует парообразный хладоноситель, который в зоне конденсации 20 трубы, подключенной к блоку охлаждения 4, переходит в жидкое состояние, при этом выделяемая теплота конденсации отводится на холодопроизводительность используемого блока охлаждения 4, например, на испаритель компрессионного холодильного агрегата, на теплоотводящую поверхность 14 полупроводникового термомодуля 15, реализующего эффект Пельтье и др.In the heat-conducting circuit 5, made on the basis of a heat pipe, a vaporous coolant circulates, which turns into a liquid state in the condensation zone 20 of the pipe connected to the cooling unit 4, and the condensation heat generated is transferred to the cooling capacity of the used cooling unit 4, for example, to the evaporator compression refrigeration unit, on the heat sink surface 14 of the semiconductor thermal module 15, which implements the Peltier effect, etc.
Хладоноситель в тепловой трубе, перешедший в жидкое состояние, переносится в зону испарения 21 тепловой трубы, подключенной к размещенному в рабочей камере 4 радиатору, выполняющему функцию регенеративного теплообменника 17, либо посредством капиллярной структуры, сформированной внутри тепловой трубы (на черт. не показана), либо посредством сил гравитации (в этом случае зона испарения 21 находится ниже зоны конденсации 20).The coolant in the heat pipe, which has turned into a liquid state, is transferred to the evaporation zone 21 of the heat pipe connected to a radiator located in the working chamber 4, which performs the function of a regenerative heat exchanger 17, or by means of a capillary structure formed inside the heat pipe (not shown), or through gravitational forces (in this case, the evaporation zone 21 is below the condensation zone 20).
Давление паров хладоносителя в зоне испарения 21 тепловой трубы, выше чем давление хладоносителя в зоне конденсации 20; под действием перепада давления пары хладоносителя 6 диффундируют из зоны испарения 21 в зону конденсации 20, где хладоноситель 6 вновь переходит в жидкое состояние. В The vapor pressure of the coolant in the evaporation zone 21 of the heat pipe is higher than the pressure of the coolant in the condensation zone 20; under the action of a pressure drop, the coolant vapor 6 diffuses from the evaporation zone 21 to the condensation zone 20, where the coolant 6 again goes into a liquid state. AT
дальнейшем описанные выше процессы перехода хладоносителя 6 из жидкого состояния в парообразное периодически повторяются, обеспечивая, в итоге, перенос тепловой мощности из рабочей камеры 2 в зону конденсации 20 и далее к блоку охлаждения 4.Further, the above-described processes of the transition of the coolant 6 from a liquid state to a vapor state are periodically repeated, providing, as a result, the transfer of heat power from the working chamber 2 to the condensation zone 20 and further to the cooling unit 4.
В предложенном термостате обеспечивается только односторонняя проводимость теплопроводного контура 5, а именно, обеспечивается только передача тепла из зоны рабочей камеры 2 к блоку охлаждения 4. Такое направление теплового потока реализуется при работе блока охлаждения 4, т.е. когда температура блока охлаждения 4 ниже температуры рабочей камеры 2.In the proposed thermostat, only one-sided conductivity of the heat-conducting circuit 5 is provided, namely, only heat transfer from the zone of the working chamber 2 to the cooling unit 4 is provided. This direction of the heat flow is realized when the cooling unit 4 is operating, i.e. when the temperature of the cooling unit 4 is lower than the temperature of the working chamber 2.
При отключениях блока охлаждения 4 от энергопитания температура последнего начинает быстро повышаться. В варианте, когда блок охлаждения 4 выполнен в виде испарителя, при отключении компрессионного агрегата возникает тепловой поток по медным трубкам, соединяющим испаритель с компрессором 11 и конденсатором 12, имеющими температуру, существенно превышающую как внешнюю температуру, так и заданную температуру. В свою очередь, это обусловливает быстрый нагрев испарителя до температур, превышающих заданную температуру статирования.When the cooling unit 4 is disconnected from the power supply, the temperature of the latter begins to rise rapidly. In the embodiment, when the cooling unit 4 is made in the form of an evaporator, when the compression unit is turned off, heat flow occurs through copper tubes connecting the evaporator to the compressor 11 and the condenser 12, having a temperature significantly exceeding both the external temperature and the set temperature. In turn, this leads to a rapid heating of the evaporator to temperatures exceeding the set statization temperature.
Аналогичная картина наблюдается также и при использовании других систем охлаждения. Так, например, при использовании полупроводниковых термомодулей 15, реализующих эффект Пельтье, каждая полупроводниковая ветвь, выполняющая при работе модуля функцию миниатюрного теплового насоса, отводя тепловую мощность от холодных спаев к горячим, при отключении термомодуля 15 от энергопитания превращается в тепловой мост, по которому идет обратный тепловой поток от нагретой рабочей поверхности к холодной.A similar picture is also observed when using other cooling systems. So, for example, when using semiconductor thermal modules 15 that implement the Peltier effect, each semiconductor branch that performs the function of a miniature heat pump during operation of the module, diverting heat power from cold junctions to hot ones, when the thermal module 15 is disconnected from the power supply turns into a thermal bridge through which reverse heat flow from a heated work surface to a cold one.
Функционирование теплового затвора, встроенного в теплопроводный контур, зависит от вида используемого хладоносителя и осуществляется следующим образом.The functioning of the thermal shutter integrated in the heat-conducting circuit depends on the type of refrigerant used and is carried out as follows.
При использовании в теплопроводном контуре 5 хладоносителя 6, находящемся в газообразном состоянии, в качестве теплового затвора When used in a heat-conducting circuit 5 of a coolant 6, which is in a gaseous state, as a thermal shutter
используются заслонки 22. При этом ручная или автоматическая система управления заслонками (на черт. не показана) обеспечивает при работе термостата такое их пространственное положение, при котором каналы 15 и 18 оказываются открытыми для прохода воздуха, т.е. обеспечивает открытое состояние теплопроводного контура 5 с газообразным хладоносителем 6. При отключении термостата от энергопитания заслонки 22 перекрывают каналы 16 и 18. Т.е. тепловой затвор, выполненный на их основе, перекрывает теплопроводный контур 5 и тем самым препятствует поступлению обратного теплового потока от нагревающегося блока охлаждения 4 и в рабочую камеру 2.damper 22 is used. In this case, a manual or automatic damper control system (not shown in the drawing) ensures the spatial position of the thermostat when the channels 15 and 18 are open for air passage, i.e. provides an open state of the heat-conducting circuit 5 with gaseous refrigerant 6. When the thermostat is disconnected from the power supply, the shutters 22 block the channels 16 and 18. That is, a thermal shutter made on their basis overlaps the heat-conducting circuit 5 and thereby prevents the return of the heat flow from the heating cooling unit 4 and into the working chamber 2.
При использовании в теплопроводном контуре 5 хладоносителя 6, находящемся в жидком состоянии, в качестве теплового затвора используются клапаны 23. При этом ручная или автоматическая система управления клапанами (на черт. не показана) обеспечивает при работе термостата такое их состояние, при котором каналы 16 и 18 оказываются открытыми для протекания жидкости, т.е. обеспечивает открытое состояние теплопроводного контура 5 с жидким хладоносителем 6. При отключении термостата от энергопитания клапаны 23 перекрывают каналы 16 и 18. Т.е. тепловой затвор, выполненный на их основе, перекрывает теплопроводный контур 5 и тем самым препятствует поступлению обратного теплового потока от нагревающегося блока охлаждения 4 и в рабочую камеру 2.When using a coolant 6 in a liquid state in the heat-conducting circuit 5, valves 23 are used as a heat shutter. In this case, a manual or automatic valve control system (not shown in the drawing) ensures that the thermostat is in such a state that the channels 16 and 18 are open to fluid flow, i.e. provides an open state of the heat-conducting circuit 5 with a liquid coolant 6. When the thermostat is disconnected from the power supply, the valves 23 block the channels 16 and 18. That is, a thermal shutter made on their basis overlaps the heat-conducting circuit 5 and thereby prevents the return of the heat flow from the heating cooling unit 4 and into the working chamber 2.
В термостате, в котором в качестве теплопроводного контура 5 применяется тепловая труба с парообразным хладоносителем 6, при подключении к энергопитанию блок охлаждения 4 охлаждает как зону конденсации 20 тепловой трубы, так и подключенный к нему резервуар 9 с инертным газом 10. При работе газ 10 сжимается и полностью уходит из объема тепловой трубы, открывая тракт для прохода хладоносителя 6, находящегося в парообразной фазе, от зоны испарения 21, подключенной к рабочей камере 2, к блоку охлаждения 4. Т.е. при подключении термостата к энергопитанию In a thermostat, in which a heat pipe with a vaporous refrigerant 6 is used as a heat-conducting circuit 5, when connected to the power supply, the cooling unit 4 cools both the condensation zone 20 of the heat pipe and the tank 9 connected with it with inert gas 10. During operation, gas 10 is compressed and completely leaves the volume of the heat pipe, opening the path for the passage of the coolant 6, which is in the vapor phase, from the evaporation zone 21, connected to the working chamber 2, to the cooling unit 4. That is, when connecting the thermostat to power supply
теплопроводный контур 5 между блоком охлаждения 4 и рабочей камерой 2 оказывается открытым.the heat-conducting circuit 5 between the cooling unit 4 and the working chamber 2 is open.
При отключении термостата от энергопитания температура блока охлаждения 4 по причинам, изложенным выше, начинает повышаться; также начинает расти и температура резервуара 9, подключенного к блоку охлаждения 4. Инертный газ 10, находящийся в резервуаре 9, расширяется и по трубопроводу поступает в полость тепловой трубы, перекрывая тракт, по которому проходит парообразная фракция хладоносителя 6.When the thermostat is disconnected from the power supply, the temperature of the cooling unit 4, for the reasons stated above, begins to rise; the temperature of the tank 9 connected to the cooling unit 4 also begins to rise. The inert gas 10 located in the tank 9 expands and enters the cavity of the heat pipe through the pipeline, blocking the path through which the vaporous fraction of the coolant 6 passes.
Т.е. при отключении предложенного термостата от энергопитания тепловой затвор перекрывает тепловой тракт между блоком охлаждения 4, нагревающемся до температуры, превышающем заданную температуру статирования Тст, и рабочей камерой 2.Those. when the proposed thermostat is disconnected from the power supply, the thermal shutter closes the heat path between the cooling unit 4, which is heated to a temperature exceeding the preset stating temperature T article , and the working chamber 2.
Таким образом, предложенный термостат, как теплотехнический аппарат, при отключении от энергопитания переходит в новое качество, превращаясь в термоконтейнер, теплоизолирующее ограждение 4 которого не содержит каких-либо значительных тепловых мостов в виде металлических высокотеплопроводный элементов, трубок, стержней и т.д., что исключает появление значительных тепловых натеканий извне в рабочую камеру 3. Благодаря этому появляется возможность длительного поддержания в рабочем объеме режима термостатирования, достигнутого на этапе активной работы аппарата, в условиях отсутствия энергопитания. В свою очередь, это создает предпосылки обеспечения гарантии сохранности критериальных показателей медико-биологических материалов, для хранения которых применяется предложенный аппарат, при имеющейся вероятности нестабильности энергопитания.Thus, the proposed thermostat, as a heat engineering apparatus, when disconnected from the power supply, changes to a new quality, turning into a thermal container, the heat-insulating fence 4 of which does not contain any significant thermal bridges in the form of metal highly heat-conducting elements, tubes, rods, etc., which eliminates the appearance of significant thermal leakage from the outside into the working chamber 3. Due to this, it becomes possible to continuously maintain the temperature control mode achieved in the working volume at the stage su- of the apparatus, in the absence of power supply. In turn, this creates the prerequisites for guaranteeing the preservation of the criterion indicators of biomedical materials for storage of which the proposed apparatus is used, with the existing probability of power supply instability.
Применение предложенных аппаратов, например, в передвижных пунктах для перевозки предварительно охлажденных или замороженных медико-биологических материалов, в частности, компонентов донорской крови, позволяет избежать необходимости подключения аппарата в процессе движения к бортовой сети транспортного средства.The use of the proposed devices, for example, in mobile points for transportation of pre-chilled or frozen biomedical materials, in particular, components of donated blood, avoids the need to connect the device during movement to the on-board network of the vehicle.
Claims (6)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2006121373/22U RU58205U1 (en) | 2006-06-19 | 2006-06-19 | LOW TEMPERATURE THERMOSTAT |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2006121373/22U RU58205U1 (en) | 2006-06-19 | 2006-06-19 | LOW TEMPERATURE THERMOSTAT |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU58205U1 true RU58205U1 (en) | 2006-11-10 |
Family
ID=37501427
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2006121373/22U RU58205U1 (en) | 2006-06-19 | 2006-06-19 | LOW TEMPERATURE THERMOSTAT |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU58205U1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2472082C2 (en) * | 2007-03-07 | 2013-01-10 | Бсх Бош Унд Сименс Хаусгерете Гмбх | Refrigerating device |
-
2006
- 2006-06-19 RU RU2006121373/22U patent/RU58205U1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2472082C2 (en) * | 2007-03-07 | 2013-01-10 | Бсх Бош Унд Сименс Хаусгерете Гмбх | Refrigerating device |
| US8555664B2 (en) | 2007-03-07 | 2013-10-15 | Bsh Bosch Und Siemens Hausgeraete Gmbh | Condenser/compressor fan control for refrigerator |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10451320B2 (en) | Refrigerator appliance with water condensing features | |
| JP6046821B2 (en) | Refrigeration system defrost system and cooling unit | |
| KR101287427B1 (en) | Compressor with vapor injection system | |
| US20150292775A1 (en) | Refrigeration system with phase change material | |
| BR112015022343B1 (en) | DEVICES AND METHODS FOR WATER PREHEATING WITH AIR CONDITIONING UNIT OR HEAT PUMP | |
| BRPI0618706A2 (en) | cooling system including thermoelectric module | |
| CN102549361A (en) | Free cooling refrigeration system | |
| US10527325B2 (en) | Refrigerator appliance | |
| KR100953120B1 (en) | Cooling/heating system using geothermal providing multipurpose system for storing the heat available recovery waste heat | |
| CN106322595A (en) | Refrigeration and dehumidification system, refrigeration and dehumidification method and refrigeration and dehumidification air conditioner for data centres | |
| KR20210086917A (en) | temperature system | |
| RU58205U1 (en) | LOW TEMPERATURE THERMOSTAT | |
| KR101674302B1 (en) | Refrigerator for Constant-Temperature System | |
| KR100921211B1 (en) | Compressor with vapor injection system | |
| US20080285616A1 (en) | System for testing the durability of objects under thermally hard circumstances | |
| CN201583048U (en) | Heat pump water heater | |
| KR102630532B1 (en) | Heat pump system for vehicle | |
| CN110530043B (en) | Refrigeration system, refrigerator and control method of refrigeration system | |
| KR100949294B1 (en) | Air source heat pump | |
| EP1936663A2 (en) | System for testing the durability of objects under thermally hard circumstances | |
| CN215951880U (en) | Refrigeration device | |
| JP3679726B2 (en) | Stirling cooling device | |
| CN219312470U (en) | Cold storage type automobile heat management device | |
| CN215951881U (en) | Low-temperature refrigeration system and refrigeration equipment | |
| CN211011723U (en) | Air conditioner and cold liquid integrated system |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM1K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20070620 |
|
| NF1K | Reinstatement of utility model |
Effective date: 20081227 |
|
| MM1K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20140620 |