SI9620134A - Toploto izmenjujoča priprava za sistem za kondicioniranje - Google Patents

Toploto izmenjujoča priprava za sistem za kondicioniranje Download PDF

Info

Publication number
SI9620134A
SI9620134A SI9620134A SI9620134A SI9620134A SI 9620134 A SI9620134 A SI 9620134A SI 9620134 A SI9620134 A SI 9620134A SI 9620134 A SI9620134 A SI 9620134A SI 9620134 A SI9620134 A SI 9620134A
Authority
SI
Slovenia
Prior art keywords
heat exchange
heat
exchange device
heat exchanger
elements
Prior art date
Application number
SI9620134A
Other languages
English (en)
Inventor
Niels Poul Bryrup
Michael Larsen
Lars Nordtvedt
Original Assignee
Climcon A/S
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Climcon A/S filed Critical Climcon A/S
Publication of SI9620134A publication Critical patent/SI9620134A/sl

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/00478—Air-conditioning devices using the Peltier effect
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F5/00—Air-conditioning systems or apparatus not covered by F24F1/00 or F24F3/00, e.g. using solar heat or combined with household units such as an oven or water heater
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F5/00—Air-conditioning systems or apparatus not covered by F24F1/00 or F24F3/00, e.g. using solar heat or combined with household units such as an oven or water heater
    • F24F5/0042—Air-conditioning systems or apparatus not covered by F24F1/00 or F24F3/00, e.g. using solar heat or combined with household units such as an oven or water heater characterised by the application of thermo-electric units or the Peltier effect
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F3/00—Plate-like or laminated elements; Assemblies of plate-like or laminated elements
    • F28F3/12—Elements constructed in the shape of a hollow panel, e.g. with channels

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Air-Conditioning For Vehicles (AREA)
  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
  • Devices For Blowing Cold Air, Devices For Blowing Warm Air, And Means For Preventing Water Condensation In Air Conditioning Units (AREA)
  • Central Air Conditioning (AREA)
  • Compression-Type Refrigeration Machines With Reversible Cycles (AREA)

Abstract

Toploto izmenjujoča priprava za sistem za kondicioniranje zraka, predvsem za avtomobile ali druga vozila, obsegajoča prve in druge toploto izmenjujče elemente (30, 31), ki določajo ločene prve in druge pretočne prehode (32, 33) za toplotoprenašajoče sredstvo. Termoelektrične enote (45), kot so Peltierjevi elementi so nameščene vmes in imajo nasprotne grelne in hladilne površine v toplotnem prevodnem stiku s prvimi oziroma drugimi toploto izmenjajoćimi elementi. Vsak toploto izmenjujoč element (30, 31) opredeljuje zaviti pretočni prehod (32, 33) v le-tem in ima dolžino, ki je nekajkratnik največje razsežnosti toploto izmenjujočega elementa ali množico skupaj raztezajočih se ločenih pretočnih prehodov, od katerih vsak ima majhno površino prereza. Vsak pretočni prehod (32, 33) je prednostno kanal ali vdolbina, izoblikovan v stranski površini izmenjalnega elementa (30, 31) in ta stranska površina in kanali, ki so v njem stvorjeni, je lahko pokrita s pokrovno ploščo (43, 44). Termoelektrične enote (45) so lahko nameščene med pokrovnima ploščama (43, 44) prvih in drugih toploto izmenjajočih elementov (30, 31).ŕ

Description

CLIMCON A/S
Toploto izmenjujoča priprava za sistem za kondicioniranje zraka
Predloženi izum se nanaša na toploto izmenjujočo pripravo za sistem za kondicioniranje zraka, predvsem za kondicioniranje zraka v kabinah motornih vozil ali drugih vozil.
Sistemi za kondicioniranje zraka za vozila, obsegajoči termoelektrične hladilne enote, so opisani v patentu US 3.236.056 in v objavljeni švedski patentni prijavi štev. 8704395. Sistemi za kondicioniranje zraka, ki so opisani v teh dokumentih, obsegajo eno ali več termoelektričnih enot, ki so stisnjene med ravne cevi z vodo, ki imajo pravokoten prerez in tvorijo tokokroge za prenos toplote.
Znani sistemi za kondicioniranje zraka imajo sorazmerno majhno hladilno zmogljivost in to je lahko razlog, zakaj dokumenti molčijo o izvoru električne energije, ki jo je treba dovajati termoelektričnim enotam v sistemu. Ta energijski izvor je očitno po predpostavki običajna baterija in sistem za dovajanje elektrike, ki je že na razpolago v obstoječih standardnih vozilih in v katerih je treba vgraditi sistem za kondicioniranje zraka.
Predmet predloženega izuma je zagotoviti toploto izmenjujočo pripravo za sistem za kondicioniranje zraka zgoraj opisane vrste, s katero se lahko zmogljivost in/ali učinkovitost sistema za kondicioniranje zraka bistveno poveča.
Toploto izmenjujoča priprava po predloženem izumu obsega prve in druge toploto izmenjujoče element, ki določajo ločene prve in druge pretočne kanale v njih za toploto prenašajoče sredstvo, in termoelektrične enote, kot so tako imenovani Peltierjevi elementi, ki so nameščeni med njimi in imajo nasprotni grelno in hladilno površino v toplotno prevodnem stiku s prvimi oziroma drugimi toploto izmenjujočimi elementi in je toploto izmenjujoča priprava po izumu značilna po tem, da je množica termoelektričnih enot, ki so nameščene druga ob drugi, stisnjena med toploto izmenjujočimi elementi in da vsak toploto izmenjujoči element opredeljuje zaviti prehod toka v njem in ima dolžino, ki je enaka nekajkratniku največje razsežnosti toploto izmenjujočega elementa, ali množico drug ob drugem raztezajoči se ločenih tokovnih prehodov, od katerih vsak ima majhno površino prereza.
Toploto izmenjujoča priprava po izumu lahko zagotavlja učinkovito hlajenje vročih strani termoelektričnih enot in učinkovito gretje hladnih strani teh enot, s čimer se lahko poveča skupna toplotna učinkovitost sistema za kondicioniranje zraka. Nadalje se zmogljivost sistema za kondicioniranje zraka lahko prilagodi željeni zmogljivosti, s tem da se uporablja primemo število termoelektričnih enot in dimenzionira toploto izmenjujoča priprava na ustrezen način.
Pretočni prehodi, ki so izoblikovani v vsakem od toploto izmenjujočih elementov, lahko obsegajo dva ali več zavitih drug ob drugem potekajočih pretočnih prehodov ali množico v bistvu ravnih tokovnih prehodov, ki se raztezajo v vzdolžni smeri toplotnega izmenjevalnika. Vsak toploto izmenjujoči element lahko naprimer opredeljuje enega ali več ločenih zavitih pretočnih prehodov, ki pokrivajo v bistvu ploskev, ki je v dotiku s termoelektričnimi enotami, ali množico ločenih priležnih tokovnih prehodov, ki se raztezajo v vzdolžni smeri toploto izmenjujočega elementa. Da se dobi v bistvu isti učinek, mora biti celotna ploskev prereza ali ploskve pretočnega prehoda ali prehodov v bistvu enaka v vsakem primeru.
TermoelektriČne enote so lahko na primer takšne, kot jih prodaja Marlow Industries Inc., na primer model SP 1996.
V bistvu ima lahko toploto izmenjujoča priprava katerokoli primemo obliko, ki omogoča, da se izbrano število termoelektričnih enot stisne med toploto izmenjujoče elemente. V prednostnem izvedbenem primem pa ima toploto izmenjujoči element plosko, bloku podobno obliko, tako da omogoča, da se vključi največje število termoelektričnih enot v toploto izmenjujočo pripravo glede na skupno prostornino te priprave.
Toploto izmenjujoči elementi imajo lahko primemo obliko v tlorisu. Vendar pa je vsak toploto izmenjujoči element prednostno podolgovat in naj bo na primer pravokotniški. Ugotovljeno je bilo, da se učinkovitost toplotnega izmenjevalnika izboljša, ko največja vzdolžna dimenzija vsakega elementa in posledično toploto izmenjujoče priprave v bistvu preseže največjo prečno razsežnostjo elementa ali priprave. Tako je lahko dolžina približno dvakratnik prečne razsežnosti ali širine ali več.
Najboljša učinkovitost ali koristni učinek toploto izmenjujoče priprave se doseže, ko je ploskev prereza pretočnega prehoda ali pretočnih prehodov - kadar vsak toploto izmenjujoči element opredeljuje dva ali več ločenih, drug ob drugem raztezajočih se prehodov - in ploskev elementa, ki je v dotiku s termoelektričnimi enotami ali Peltierjevimi elementi, med 0,4 x 10‘3 in 0,2 in prednostno med 1 χ 10'3 in 40 χ 10'3.
V sedaj prednostnem izvedbenem primeru je omenjeno razmerje med 2,5 x 10‘3 in
7,5 x 10‘3.
Zaviti pretočni prehod je lahko na primer izdelan v vzorcu kovine v obliki bloka z vrtanjem in mašenjem nekaterih izmed odprtih koncev izvrtanih prehodov. Prednostno pa je pretočni prehod v vsaj enem izmed omenjenih prvih in drugih toploto izmenjujočih elementov je kanal ali izdolbina, ki je izoblikovana v stranski površini elementa. Stranska površina, v kateri je izveden kanal ali vdolbina, je lahko nato pokrita ali zaprta na katerikoli primeren način, na primer s filmom ali folijo, tako da tvori zavit pretočni prehod. Ravni pretočni prehodi so lahko izvedeni na enak način ali z ekstrudiranjem toploto izmenjujočega elementa.
V prednostnem izvedbenem primeru sta tako prvi kot tudi drugi pretočni prehod kanala ali vdolbini, ki sta izoblikovani v nasprotnih, priležnih površinah prvega in drugega toploto izmenjujočega elementa. Kanal ali vdolbina v vsakem toploto izmenjujočem elementu je lahko nato pokrit s pokrovno ploščo ali folijo, ki se tesneče prilega elementu vsaj vzdolž obrisa elementa. Plošči podobna termoelektrična enota ali Peltierjev element je lahko nato nameščen med pokrovnima ploščama prvega in drugega toploto izmenjujočega elementa, na primer s pomočjo toplotnoprevodne paste ali lepila. Alternativno ali dodatno so lahko toploto izmenjujoči elementi speti skupaj s sprostljivimi mehanskimi spenjalnimi sredstvi, kot so vijaki ali somiki, s čimer se lahko prilagodi najboljši specifični stični pritisk med toploto izmenjujočimi elementi in termoelektričnimi enotami, ki so stisnjene med njimi.
Zaviti tokovni prehodi, ki so opredeljeni v toploto izmenjujočih elementih, imajo lahko poljubno željeno obliko, ki zagotavlja dober prenos toplote med toploto prenašajočim sredstvom, običajno vodo ali vodo vsebujočo tekočino, ki se pretaka po pretočnih prehodih in priležnih stranskih površinah termoelektričnih enot. Vendar pa prednostno vsaj eden od prvih in drugih pretočnih prehodov opredeljuje enega ali več meandrsko oblikovanih vzorcev, za katere se je ugotovilo, da so posebno učinkoviti.
Vsak izmed pretočnih prehodov, ki so opredeljeni s toploto izmenjujočimi elementi, ima vhod in. izhod, ki je lahko nameščen na kateremkoli položaju elementa. Prednostno ima vsak izmed toploto izmenjujočih elementov vhod kot tudi izhod, ki sta nameščena na istem koncu. Tako ima lahko prvi toploto izmenjujoči element svoj vhod in izhod nameščen na enem koncu, medtem ko ima prvi element lahko svoj vhod in izhod nameščen na nasprotnem koncu kot toploto izmenjujoča priprava. V takšnem primeru mora biti vsak izmed tokokrogov sistema za kondicioniranje za toploto prenašajoče sredstvo priključen na vsaj en konec toploto izmenjujoče priprave.
Vsak izmed toploto izmenjujočih elementov ima lahko v bistvu pravokotniško obliko in tokovni prehod, ki je opredeljen v vsakem elementu, lahko nato obsega prečno raztezajoči se meandrsko izoblikovan odsek s pretočnim prehodom na vsakem koncu toploto izmenjujočega elementa, kije medsebojno povezan z vzdolžno raztezujočim se meandrsko izoblikovanim odsekom pretočnih prehodov. Ta vzorec pretočnih prehodov se je izkazal kot posebno učinkovit.
Toploto izmenjujoča priprava po izumu je lahko izvedena v poljubni željeni velikosti in obliki, tako da je lahko poljubno željeno število termoelektričnih enot ali
Peltierjevih elementov stisnjeno med toploto izmenjujoče elemente. Poljubna željena hladilna zmogljivost sistema za kondicioniranje zraka, vključno s toplotnim izmenjevalnikom, se torej lahko doseže.
Ko toploto izmenjujoča priprava obsega množico termoelektričnih enot ali Peltierjevih elementov, so te termoelektrične enote prednostno razdeljene v nekaj skupin, pri čemer so termoelektrične enote vsake skupine električno povezane zaporedno in so skupine termoelektričnih enot medsebojno električno povezane vzporedno. Ta razmestitev ima prednost v tem, da v primeru termoelektrične enote, ki se pokvari in pripada eni izmed skupin, izpade le tista skupina, kateri pripada ta enota.
Čeprav je termoelektrična učinkovitost sistema za kondicioniranje zraka, vključujočega toploto izmenjujočo pripravo, po izumu zelo visoka, standarden električni napajalni sistem v standardnem vozilu običajno ne zadošča za dovajanje električne energije tudi termoelektričnim enotam v toploto izmenjujoči pripravi v primerih, ko se zahteva dobra hladilna zmogljivost. Zato se električna energija lahko dovaja termoelektričnim enotam toploto izmenjujoče priprave iz ločenega električnega napajalnega sistema, ki vključuje tokovni generator, ki ga poganja motor vozila, ki se zračno kondicionira.
Da se doseže največja učinkovitost termoelektričnih enot, mora zmogljivost toplotnega prenašanja tekočine, ki teče v pretočnem prehodu, ki leži ob toplih straneh termoelektričnih enot bistveno presegati zmogljivost toplotnega prenašanja sredstva, ki teče v pretočnem prehodu, ki leži ob hladni strani termoelektričnih enot. To se lahko na primer doseže s toploto izmenjujočo pripravo, ki je izvedena s tremi superponirami toploto izmenjujočimi elementi, pri čemer so pretočni prehodi, ki so izoblikovani v zunanjih elementih, med seboj povezani. Termoelektrične enote so lahko zatem nameščene med notranjim toploto izmenjujočim elementom in katerimkoli izmed zunanjih elementov, tako da so tople stranice termoelektričnih enot v dotiku z zunanjimi elementi, medtem ko so hladne strani v dotiku z notranjim toploto izmenjujočim elementom. V prednostnem izvedbenem primeru pa toploto izmenjujoča priprava obsega le par toploto izmenjujočih elementov in dolžina pretočnega prehoda, ki leži ob toplih straneh termoelektričnih enot, je lahko zatem daljša od tiste pri pretočnih prehodih, ki ležijo ob hladni strani termoelektričnih enot.
Toploto izmenjujoči elementi naj bodo izdelani iz materiala z dobro toplotno prevodnostjo. Tako so prvi in drugi toploto izmenjujoči elementi prednostno izdelani iz aluminija, bakra in/ali njunih zlitin.
Predloženi izum nadalje zagotavlja sistem za kondicioniranja zraka v prostoru, kot je kabina vozila, pri čemer tak sistem obsega toploto izmenjujočo pripravo po izumu, kot je bil opisana zgoraj, pri čemer so prvi in drugi prehodi toploto izmenjujoče priprave vključeni v prvi oziroma drugi tekočinski tokokrog, pri čemer vsak tekočinski tokokrog vključuje radiator in sredstvo za cirkuliranje tekočine skozenj. Eden izmed teh radiatorjev je lahko nameščen znotraj in je eden nameščen izven prostora, v katerem je treba kondicionirati zrak. Ko se sistem za kondicioniranje zraka uporablja za kondicioniranje zraka v kabini vozila, lahko eden izmed tekočinskih tokokrogov vključuje del tekočinskega hladilnega sistema motorja z notranjim zgorevanjem za pogon vozila. Radiator v kabini je lahko nato po izboru oskrbovan z vročo vodo od pogonskega motorja ali s hladno vodo od toploto izmenjujoče priprave.
Izum bo sedaj nadalje opisan, sklicujoč se na slike, na katerih slika 1 shematično prikazuje sistem za kondicioniranje zraka po izumu za uporabo v vozilu, slika 2 prikazuje pogled z vrha na toploto izmenjujočo pripravo, ki je prikazana v povečanem merilu, slika 3 prikazuje vzdolžen pogled v prerezu vzdolž linije III-ΠΙ, prikazane na sliki 2, slika 4 prikazuje pogled v prečnem prerezu vzdolž IV-IV s slike 2, sliki 5 in 6 prikazujeta tekočinske prehode, ki so izoblikovani v elementih toploto izmenjujoče priprave, kije prikazana na slikah 2 do 4, in slika 7 shematično ponazarja modificirani izvedbeni primer sistema, ki je prikazan na sliki 1.
Slika 1 shematično ponazarja sistem za kondicioniranje zraka, ki je bil nameščen v standardnem avtomobilu, ki ima pogonski motor 10 z notranjim zgorevanjem. Motor 10 poganja poseben tokovni generator 11, ki dovaja tok električnemu vezju 12, ki obsega vklopno-izklopno stikalo 13, par relejev 14, par varovalk 15 in vžigno ključavnico 16. Sistem za ogrevanjem kabine avtomobila ali vozila obsega zaprti hladilni vodni tokokrog 17, ki vključuje hladilni plašč motorja 10 in radiator 18, ki je nameščen v kabini vozila in ki je povezan s pihalnikom ali ventilatorjem 19. Zrak v kabini vozila se lahko segreva na običajen način, s tem da se krmili ventilator 19 in pretok vroče hladilne vode, ki kroži skozi radiator 18.
Drugi vodni tokokrog 20 za hlajeno vodo obsega vodno črpalko 21 in magnetni ventil 22 in je priključen na del vodnega tokokroga 17, tako da vključuje kabinski radiator
18. Drugi vodni tokokrog 20 lahko vključuje hladen pretočni prehod toploto izmenjujoče priprave 23, kar je ponazorjeno na slikah 2 do 6 in je nadalje opisano spodaj.
Sistem za kondicioniranje zraka, ki je prikazan na sliki 1, nadalje obsega tretji zaprti tekočinski tokokrog 24, ki obsega vroč pretočni prehod toploto izmenjujoče priprave 23, obtočno črpalko 25, radiator 26, ki je nameščen izven kabine vozila in ima pridružen pihalnik ali ventilator 27, in tekočinsko raztezno posodo 28. Kabinski radiator 18 je lahko odklopljen od vodnega plašča motorja 10 s pomočjo magnetnega ventila 29.
Toploto izmenjujoča priprava 23 bo sedaj podrobneje opisana. Priprava 23 obsega par ploščastih elementov 30 in 31, ki so izdelani iz kovine, na primer iz aluminija. Zaviti kanal ali vdolbina 32 in 33 sta izvedena v stranski površini vsakega izmed elementov 30 oziroma 31. Kanal 32 je izveden v elementu 30 in obsega meandrsko izoblikovan kanalni odsek 34, ki je nameščen ob enem koncu v bistvu pravokotnega elementa 30, ustrezen meandrsko izoblikovan kanalski odsek 35 je nameščen pri nasprotnem koncu elementa, in povezujoč, vzdolžno raztezajoč se meandrsko izoblikovan kanalni odsek
36. Končni kanalni odsek 35 je povezan s tekočinskim vhodom 37 in končni kanalni odsek 34 je povezan s tekočinskim izhodom 38 preko vzdolžno raztezajočega se ravnega kanalnega odseka 39. Skoznje luknje 40 so nameščene v obodu elementa 30 in skoznje luknje 41 so nameščene v središčni liniji elementa. Obodna vdolbina 42 za sprejem tesnilnega obroča ali tesnilne plošče je izoblikovana izven kanalnih odsekov do 36 in 39.
Razen tega, daje celotna dolžina kanala 33 v ploščastem elementu 31 v bistvu večja od celotne dolžine kanala 32 v elementu 30, sta si elementa 30 in 31 podobna. Zato so referenčne številke, ki se uporabljajo na sliki 6, iste kot tiste na sliki 5. Je pa bila referenčnim oznakam na sliki 6 dodana črtica.
Kanali in vdolbine 32 in 33 v vsakem od ploščastih elementov 30 oziroma 31 so pokriti s tanko, toplotoprevajajočo krovno ploščo 43 oziroma 44 in vsaka izmed krovnih plošč je v tesnečem oprijemu s tesnilno ploščo ali tesnilnim obročem, ki je nameščen v tesnilnih utorih 42 oziroma 42'. Kot je prikazano na slikah 3 in 4, je razporeditev množice ploščastih Peltierjevih elementov 45 stisnjena med pokrovni plošči 43 in 44, tako da v bistvu pokriva celotno področje znotraj tesnilnega utora 42. Elementi 30 in 31 s svojima pokrovnima ploščama 43 in 44 in s Peltierjevimi elementi 45 so nameščeni vmes in speti skupaj s pomočjo somikov 46 ali podobnih pritrdilnih sredstev, ki se raztezajo skozi pokrivajoče se luknje ali izvrtine 40, 40' in 41, 4Γ.
Peltierjevi elementi so prednostno te vrste, kot jih prodaja Marlow Industries Inc., model SP 1996. Toploto izmenjujoča priprava lahko na primer vključuje 12 Peltierjevih elementov, ki so lahko razdeljeni v šest skupin, pri čemer vsaka vključuje par elementov, ki so vezani zaporedno. Vsaka izmed šest skupin Peltierjevih elementov je lahko medsebojno vzporedna priključena na tokovno napajalno vezje 12, tako daje ploščasti element 30 nameščen na hladilni strani Peltierjevih elementov 45, medtem ko je ploščasti element 31 nameščen na grelni strani Peltierjevih elementov.
Meandrsko oblikovani kanali ali vdolbine 32 in 33 so prikazani na slikah 5 in 6 in so lahko nadomeščeni z množico ravnih, v bistvu vzporednih ločenih kanalov ali vdolbin, ki se raztezajo v vzdolžni smeri vsakega izmed elementov. V takšnem primeru je ploskev prereza vsakega kanala ali vdolbine, kot je prikazana na sliki 4, bistveno manjša. Ko so kanali ali vdolbine ravni, je vsak element 30 in 31 in ustrezna pokrovna plošča 43 ali 44 lahko izoblikovan z ekstrudiranjem iz pripadajočega dela.
Toploto izmenjujoča priprava 23 je prednostno toplotno izolirana in podprta s sredstvi za blaženje udarcev. Toplotnoizolirajoča sredstva so lahko na primer iz penaste plastike, ki deluje tudi kot blažilnik udarcev.
Sistem za kondicioniranje zraka, ki je prikazan na sliki 1, deluje na naslednji način. Ko je vklopno-izklopno stikalo 13 v svojem izključenem položaju, so magnetni ventili 29 na široko odprti, medtem ko je ventil 22 zaprt. V tem stanju kabinski radiator 18 in pihalnik 19 lahko ogrevata zrak v kabini vozila na običajen način.
Ko se stikalo 13 premakne v svoj vklopljeni položaj, so ventili 29 zaprti, medtem ko je ventil 22 odprt in električni tok se dovaja Peltierjevim elementom 45 toploto izmenjujoče priprave 23, črpalkama 21 in 25 in ventilatorju 27. Voda v drugem vodnem tokokrogu 20 bo sedaj poganjana skozi pretočni prehod, ki je opredeljen s kanalom 32 v toploto izmenjujoči pripravi 23, s čimer se bo voda učinkovito hladila s Peltierjevimi elementi 45 na sam po sebi znan način. Skozi kabinski radiator 18 pretakajoča se hladna voda bo sedaj hladila zrak v kabini, ki se ga v kabini pusti krožiti s pomočjo pihalnika 19. Hkrati bo topla stran Peltierjevih elementov 45 hlajena z vodo ali drugo tekočino, ki kroži v tretjem vodnem tokokrogu 24, ki vključuje kanal 33 toploto izmenjujoče priprave 23 in sicer s pomočjo Črpalke 25. Toplota, ki se odstranjuje toploto izmenjujoči pripravi 23, se odda zunanjemu zraku preko zunanjega radiatorja 26.
V sistemu za kondicioniranje zraka, kije prikazan na sliki 7, so deli podobni tistim, ki so prikazani na sliki 1, označeni z istimi referenčnimi oznakami.
V izvedbenem primeru, ki je prikazan na sliki 7, je drugi vodni tokokrog izveden neodvisno od tokokroga 17 hladilne vode in obsega poseben radiator 47, ki je nameščen nasproti pihalniku 19, in tekočinsko raztezno posodo 48. Delovanje različnih električnih priprav sistema nadalje krmili električna krmilna enota 49.
Ugodno je, da je lahko sistem za kondicioniranje zraka, ki je prikazan na sliki 7, instaliran v vozilu, ne da bi motil obstoječi električni in hladilni sistem vozila.
Izvedbeni primer
Toploto izmenjujoča priprava, kot je prikazana na slikah 2-6, ima dolžino 330 mm, širino 152 mm in celotno debelino 51 mm. Razsežnosti prereza kanala 32 v ploščastem elementu 30 sta 9 x 14 mm, medtem ko sta razsežnosti prereza kanala 33 v ploščastem členu 31 6 x 14 mm. Toploto izmenjujoča priprava obsega dvanajst Peltierjevih elementov modela SP 1996 od Marlow Industries Inc. Ti elementi so razdeljeni v šest parov, ki so medsebojno povezani vzporedno, medtem ko je vsak par vezan zaporedno.
Med ohlajanjem od temperature v kabini, ki je bistveno nad temperaturo okolice, priprava deluje pri enosmernem električnem toku 42,1 A pri napetosti 27,2 V, ki se dovaja Peltierjevim elementom. Tako je poraba moči 1145 W/h. Voda ali vodo vsebujoči glikol kroži v vezjih 20 in 24 in skozi povezane kanale ali vdolbine 32, 33 toploto izmenjujoče priprave. Pretok skozi kanale 32 na hladni strani Peltierjevih elementov je 6 1/min pri tlaku 0,6-0,8 bar. Hladilna moč v kabini s pomočjo radiatorja 18 ustreza 1000 W.
Tekočina se poganja skozi tekočinski tokokrog 24, ki vključuje kanale 33, s pomočjo črpalke 25 pri pretoku 6 1/min pri tlaku 0,6-0,8 bar.
Koristni učinek sistema se lahko izračuna takole:
ΙΟΟΟίΤχΙΟΟ
1145ΡΓ = 87,4%

Claims (20)

  1. PATENTNI ZAHTEVKI
    1. Toploto izmenjujoča priprava za sistem za kondicioniranje zraka, pri čemer omenjena toploto izmenjujoča priprava (23) obsega prve in druge toploto izmenjujoče elemente (30, 31), ki opredeljujejo ločene prve in druge pretočne prehode (32, 33) za toplotoprenašajoče sredstvo, in termoelektrično enoto (45), ki je nameščena vmes in ima nasprotni grelni in hladilni površini v toplotnem stiku s prvimi oziroma drugimi toploto izmenjujočimi elementi, označena s tem, da je množica termoelektričnih enot (45), ki so nameščene druga ob drugi, stisnjena med toploto izmenjujočimi elementi (30, 31) in da vsak toploto izmenjujoči element (30, 31) v sebi opredeljuje zaviti pretočni prehod (32, 33), ki ima dolžino, ki je nekajkratnik največje razsežnosti toploto izmenjujočega elementa, ali množico drug ob drugem raztezajočih se pretočnih prehodov, pri čemer ima vsak majhno površino prereza.
  2. 2. Toploto izmenjujoča priprava po zahtevku 1, označena s tem, da ima vsak toploto izmenjujoči element (30, 31) plosko, bloku podobno obliko.
  3. 3. Toploto izmenjujoča priprava po zahtevku 1 ali 2, označena s tem, da ima vsak toploto izmenjujoči element podolgovato, prednostno v bistvu pravokotniško obliko.
  4. 4. Toploto izmenjujoča priprava po zahtevku 3, označena s tem, da največja vzdolžna razsežnost vsakega toploto izmenjujočega elementa v bistvu presega največjo prečno razsežnost le-tega.
  5. 5. Toploto izmenjujoča priprava po kateremkoli izmed zahtevkov 1 do 4, označena s tem, da je razmerje med površinami prereza pretočnega prehoda ali vsoto površin prereza pretočnih prehodov in med površino ploskev toplotnega izmenjevalnika v dotiku s termoelektričnimi enotami med 0,4 χ 10'3 in 0,2 ter prednostno med 1 χ 10'3 in 40 x 10‘3.
  6. 6. Toplotni izmenjevalnik po zahtevku 5, označen s tem, daje omenjeno razmerje med
    2,5 χ IO'3 in 7,5 χ 10'3.
  7. 7. Toploto izmenjujoča priprava po kateremkoli izmed zahtevkov 1 do 6, označena s tem, da je pretočni prehod v vsaj enem izmed omenjenih prvih in drugih toploto izmenjujočih elementov (30, 31) kanal ali vdolbina (32, 33) izoblikovana v stranski površini elementa.
  8. 8. Toploto izmenjujoča priprava po zahtevku 7, označena s tem, da so prvi in drugi pretočni prehodi kanali ali vdolbine (32, 33), ki so izoblikovani v nasprotnih, priležnih stranskih površinah prvega in drugega toploto izmenjujočega elementa (30, 31).
  9. 9. Toploto izmenjujoča priprava po zahtevku 7 ali 8, označena s tem, da je kanal ali vdolbina (32, 33) v vsakem toploto izmenjujočem elementu (30, 31) pokrita s pokrovno ploščo (43, 44) zatesnjeno glede na element vzdolž oboda elementa.
  10. 10. Toploto izmenjujoča priprava po zahtevku 8 in 9, označena s tem, da so ploščate termoelektrične enote (45) nameščene med pokrovnima ploščama (43, 44) prvega in drugega toploto izmenjujočega elementa (30, 31).
  11. 11. Toploto izmenjujoča priprava po kateremkoli izmed zahtevkov 1 do 10, označena s tem, da so toploto izmenjujoči elementi speti skupaj s spenjalnimi sredstvi, kot so vijaki ali sorniki (46).
  12. 12. Toploto izmenjujoča priprava po kateremkoli izmed zahtevkov 1 do 11, označena s tem, da vsaj eden od prvih in drugih pretočnih prehodov (32, 33) opredeljuje enega ali več meandrsko izoblikovanih vzorcev (34-36).
  13. 13. Toploto izmenjujoča priprava po kateremkoli izmed zahtevkov 11 do 12, označena s.tem, da ima pretočni prehod (32, 33) vsakega toploto izmenjujočega elementa (30, 31) vhod in izhod (37, 38) nameščen na enem koncu toploto izmenjujočega elementa (30, 31).
  14. 14. Toploto izmenjujoča priprava po zahtevku 12 in 13, označena s tem, da ima vsak izmed toploto izmenjujočih elementov (30, 31) v bistvu pravokotniško obliko, pri čemer je pretočni prehod (32, 33) opredeljen v vsakem elementu, ki obsega prečno raztezajoč se meandrsko oblikovan odsek (34, 35) pretočnih prehodov pri vsakem koncu toploto izmenjujočega elementa povezan z vzdolžno raztezajočim se meandrsko oblikovanim odsekom (36) pretočnega prehoda.
  15. 15. Toploto izmenjujoča priprava po kateremkoli izmed zahtevkov 1 do 14, obsegajoča množico termoelektričnih enot (45), ki so razdeljene v nekaj skupin, pri čemer so termoelektrične enote vsake skupine električno povezane zaporedno in so skupine termoelektričnih enot medsebojno električno vzporedno povezane.
  16. 16. Toploto izmenjujoča priprava po kateremkoli izmed zahtevkov 1 do 15, označena s tem, da je dolžina pretočnega prehoda (33), ki leži ob topli strani termoelektričnih enot (45) daljša od tiste pri drugem pretočnem prehodu (32), ki leži ob hladni strani termoelektričnih enot.
  17. 17. Toploto izmenjujoča priprava po kateremkoli izmed zahtevkov 1 do 16, označena s tem, da so prvi in drugi toploto izmenjujoči elementi (30, 31) izdelani iz toplotnoprevodnega materiala, kot sta aluminij, baker in/ali njune zlitine.
  18. 18. Toplotni izmenjevalnik po kateremkoli izmed zahtevkov 1 do 17, označen s tem, daje prilagojen kondicioniranju zraka v kabini vozila.
  19. 19. Sistem za kondicioniranje zraka v prostoru, kot je kabina vozila, pri čemer omenjeni sistem obsega toploto izmenjujočo pripravo (23) po kateremkoli izmed zahtevkov 1 do 18, pri čemer so prvi in drugi prehodi (32, 33) toploto izmenjujoče priprave so vključeni v prvi zaprti tokokrog (20) in drugi zaprti tekočinski tokokrog (24) oziroma pri čemer vsak tekočinski tokokrog vključuje radiator (18, 27) in sredstvo (21, 25) za kroženje tekočine po njem.
  20. 20. Sistem po zahtevku 19 za kondicioniranje zraka v kabini vozila, označen s tem, da prvi tekočinski tokokrog (20) vključuje del tekočinskega hladilnega sistema (17) motorja (10) z notranjim zgorevanjem za pogon vozila.
SI9620134A 1995-12-15 1996-12-16 Toploto izmenjujoča priprava za sistem za kondicioniranje SI9620134A (sl)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DK142795 1995-12-15
PCT/DK1996/000531 WO1997022486A1 (en) 1995-12-15 1996-12-16 A heat exchanger device for an air conditioning system

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SI9620134A true SI9620134A (sl) 1998-12-31

Family

ID=8104724

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SI9620134A SI9620134A (sl) 1995-12-15 1996-12-16 Toploto izmenjujoča priprava za sistem za kondicioniranje

Country Status (14)

Country Link
EP (1) EP0863816A1 (sl)
JP (1) JP2000502174A (sl)
KR (1) KR20000064376A (sl)
AU (1) AU699295B2 (sl)
BR (1) BR9612035A (sl)
CA (1) CA2240525A1 (sl)
EE (1) EE9800184A (sl)
HU (1) HUP9901660A2 (sl)
IL (1) IL124896A (sl)
NZ (1) NZ324269A (sl)
SI (1) SI9620134A (sl)
SK (1) SK82798A3 (sl)
TR (1) TR199801166T2 (sl)
WO (1) WO1997022486A1 (sl)

Families Citing this family (34)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0952017A3 (en) * 1998-04-22 2002-01-23 Climcon A/S A heat exchanger device for an air conditioning system
US6592577B2 (en) * 1999-01-25 2003-07-15 Cryocath Technologies Inc. Cooling system
JP2000335230A (ja) * 1999-03-24 2000-12-05 Tgk Co Ltd 車両用暖房装置
JP4350884B2 (ja) * 2000-11-02 2009-10-21 株式会社Ｋｅｌｋ 熱交換装置
US6672076B2 (en) 2001-02-09 2004-01-06 Bsst Llc Efficiency thermoelectrics utilizing convective heat flow
US7942010B2 (en) 2001-02-09 2011-05-17 Bsst, Llc Thermoelectric power generating systems utilizing segmented thermoelectric elements
US6959555B2 (en) 2001-02-09 2005-11-01 Bsst Llc High power density thermoelectric systems
JP2002250572A (ja) * 2001-02-22 2002-09-06 Komatsu Electronics Inc 熱交換器
WO2003014634A1 (en) 2001-08-07 2003-02-20 Bsst Llc Thermoelectric personal environment appliance
US6430935B1 (en) * 2001-08-22 2002-08-13 Ut-Battelle, Llc Personal cooling air filtering device
US7380586B2 (en) * 2004-05-10 2008-06-03 Bsst Llc Climate control system for hybrid vehicles using thermoelectric devices
US8783397B2 (en) 2005-07-19 2014-07-22 Bsst Llc Energy management system for a hybrid-electric vehicle
DE102006004756B4 (de) * 2005-07-29 2015-10-15 Herbert Wolf Peltier-Wärmeaustauscher in modularer Bauweise
DE102005051309A1 (de) * 2005-10-26 2007-05-03 Webasto Ag Abgaswärmetauscher für einen thermoelektrischen Generator und thermoelektrischer Generator
CN100408926C (zh) * 2006-01-13 2008-08-06 湖南大学 具有热回收功能的热电新风机
KR101200754B1 (ko) 2006-01-24 2012-11-13 한라공조주식회사 열전소자 모듈을 이용한 자동차 보조 냉난방장치
US7870745B2 (en) 2006-03-16 2011-01-18 Bsst Llc Thermoelectric device efficiency enhancement using dynamic feedback
JP4493641B2 (ja) * 2006-10-13 2010-06-30 ビーエスエスティー リミテッド ライアビリティ カンパニー ハイブリッド電気車両用の熱電型暖房および冷房システム
DE502006003032D1 (de) 2006-12-12 2009-04-16 Dezsoe Balogh Thermoelektrische Klimaanlage für Fahrzeuge
DE102007024037A1 (de) * 2007-05-23 2008-11-27 Volkswagen Ag Elektrische Heiz- und/oder Klimaanlage mit Peltiertechnik für ein Fahrzeug
WO2008148042A2 (en) 2007-05-25 2008-12-04 Bsst Llc System and method for distributed thermoelectric heating and colling
DE102007063251B4 (de) * 2007-12-31 2022-06-02 Volkswagen Ag Heiz- und/ oder Klimaanlage mit Peltiertechnik für ein Kraftfahrzeug und Verfahren hierzu
WO2009149207A2 (en) 2008-06-03 2009-12-10 Bsst Llc Thermoelectric heat pump
EP2349753B1 (en) 2008-10-23 2016-11-23 Gentherm Incorporated Multi-mode hvac system with thermoelectric device
DE102009009586A1 (de) * 2009-02-19 2010-08-26 Emitec Gesellschaft Für Emissionstechnologie Mbh Thermoelektrische Vorrichtung
DE102010002018A1 (de) * 2010-02-17 2011-08-18 Behr GmbH & Co. KG, 70469 Heizsystem für ein elektrisch antreibbares Fahrzeug und Betriebsverfahren
JP5488510B2 (ja) 2011-03-25 2014-05-14 株式会社豊田自動織機 熱電変換ユニット
US9006557B2 (en) 2011-06-06 2015-04-14 Gentherm Incorporated Systems and methods for reducing current and increasing voltage in thermoelectric systems
JP5908975B2 (ja) 2011-06-06 2016-04-26 ジェンサーム インコーポレイテッドＧｅｎｔｈｅｒｍ Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ カートリッジベース熱電システム
US9306143B2 (en) 2012-08-01 2016-04-05 Gentherm Incorporated High efficiency thermoelectric generation
DE112014000607T5 (de) 2013-01-30 2015-10-22 Gentherm Incorporated Auf Thermoelektrik basierendes Thermomanagementsystem
US10391831B2 (en) 2015-07-23 2019-08-27 Hyundai Motor Company Combined heat exchanger module
US10991869B2 (en) 2018-07-30 2021-04-27 Gentherm Incorporated Thermoelectric device having a plurality of sealing materials
US11152557B2 (en) 2019-02-20 2021-10-19 Gentherm Incorporated Thermoelectric module with integrated printed circuit board

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3236056A (en) * 1965-01-11 1966-02-22 Edward L Phillips Apparatus for cooling automobiles and the like
US4494380A (en) * 1984-04-19 1985-01-22 Bilan, Inc. Thermoelectric cooling device and gas analyzer
US4829771A (en) * 1988-03-24 1989-05-16 Koslow Technologies Corporation Thermoelectric cooling device
GB2267338A (en) * 1992-05-21 1993-12-01 Chang Pen Yen Thermoelectric air conditioning

Also Published As

Publication number Publication date
EE9800184A (et) 1998-12-15
TR199801166T2 (en) 1998-10-21
SK82798A3 (en) 1999-01-11
BR9612035A (pt) 1999-12-28
IL124896A (en) 2001-03-19
JP2000502174A (ja) 2000-02-22
EP0863816A1 (en) 1998-09-16
AU699295B2 (en) 1998-11-26
KR20000064376A (ko) 2000-11-06
AU1138597A (en) 1997-07-14
HUP9901660A2 (hu) 1999-08-30
WO1997022486A1 (en) 1997-06-26
CA2240525A1 (en) 1997-06-26
IL124896A0 (en) 1999-01-26
NZ324269A (en) 1999-06-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
SI9620134A (sl) Toploto izmenjujoča priprava za sistem za kondicioniranje
US6708513B2 (en) CO2-module for cooling and heating
US20140290296A1 (en) Heat exchange system
EP1108575A1 (en) Air conditioner for vehicle
JP2006216303A (ja) 発熱機器の冷却構造
WO1999061269A3 (en) Auxiliary heating and air conditioning system for a motor vehicle
EP0693171A1 (en) Heat exchanger assembly
US20020134544A1 (en) Passive cooling system and method
DE50200784D1 (de) Wärmetauscher für eine Klimaanlage eines Kraftfahrzeuges
CN116136376A (zh) 一种换热器、车载热管理系统及电动汽车
CN108417926A (zh) 动力电池组件及电动汽车
KR20000000136A (ko) 자동차용 냉난방 장치
CN210000051U (zh) 一种车用新型冷热空调及其组件
RU2142371C1 (ru) Система локального кондиционирования салона автомобиля
JPS6233288A (ja) 自動車用冷暖房装置における熱交換器
MXPA98004795A (en) Heat exchanger device for an air conditioning system
JPH03504761A (ja) プレート形熱交換器
CN1204284A (zh) 空调系统用的换热器装置
CN217917529U (zh) 一种车辆热管理系统及车辆
RU2290575C1 (ru) Установка для охлаждения и нагрева воздуха
RU2140365C1 (ru) Устройство для охлаждения и нагрева воздуха в замкнутом объеме
JP2906699B2 (ja) 空調装置
JPH11301249A (ja) 暖房用熱交換器
AU676297B2 (en) Heat exchanger assembly
RU2024813C1 (ru) Теплообменник