SK8810Y1 - Cooling and heating device for households and smaller spaces - Google Patents
Cooling and heating device for households and smaller spaces Download PDFInfo
- Publication number
- SK8810Y1 SK8810Y1 SK50091-2019U SK500912019U SK8810Y1 SK 8810 Y1 SK8810 Y1 SK 8810Y1 SK 500912019 U SK500912019 U SK 500912019U SK 8810 Y1 SK8810 Y1 SK 8810Y1
- Authority
- SK
- Slovakia
- Prior art keywords
- cooling
- fan
- households
- cooler
- heating device
- Prior art date
Links
Landscapes
- Devices For Blowing Cold Air, Devices For Blowing Warm Air, And Means For Preventing Water Condensation In Air Conditioning Units (AREA)
Abstract
Description
Oblasť technikyTechnical field
Technické riešenie patrí do oblasti malých klimatizačných zariadení využívajúcich na ovplyvnenie teploty v menšom priestore obnoviteľný zdroj el. energie.The technical solution belongs to the area of small air-conditioning devices using a renewable power source to influence the temperature in a smaller space. energy.
Doterajší stav technikyPrior art
V súčasnosti sú známe riešenia klimatizačných zariadení, založených na použití Peltierových termoelektrických článkov (v ďalšom Peltierových článkov). V nich sa po pripojení k jednosmernému zdroju elektrického napätia jedna strana plochého termoelektrického článku otepľuje a zároveň druhá strana ochladzuje. Teplú a studenú stranu článku tvoria keramické platničky. Pri zmene polarity privedeného napätia sa teplá a studená strana článku vymenia. Pôvodne teplá strana sa stane studenou a naopak.At present, solutions of air-conditioning devices based on the use of Peltier thermoelectric cells (hereinafter Peltier cells) are known. In them, after connecting to a DC power supply, one side of the flat thermocouple heats up and at the same time the other side cools down. The hot and cold sides of the cell are made of ceramic plates. When the polarity of the applied voltage changes, the hot and cold sides of the cell change. The initially warm side becomes cold and vice versa.
Známe je riešenie chladiacej jednotky podľa EP 0377756, určenej na bezprostredné ochladzovanie tváre a hornej časti osoby ovievaním tak, že vzduch preháňaný po chladiči spojenom s chlad nými stranami sústavy Peltierových článkov vystupuje ako vánok z prednej časti jednotky, zatiaľ čo druhá časť vzduchu vytláčaná tým istým ventilátorom chladí teplú stranu Peltierových článkov a z jednotky vystupuje smeromhore. Celková teplota v miestnosti satým ovplyvní málo alebo sa neovplyvnívôbec.A solution of a cooling unit according to EP 0377756 is known, intended for immediate cooling of the face and upper part of a person by fanning so that air blown through a cooler connected to the cold sides of the Peltier cell system emerges as a breeze from the front of the unit. the fan cools the warm side of the Peltier cells and exits the unit upwards. The total temperature in the room is little or not affected.
Iné blízke riešenie je uvedené v slovenskom úžitkovom vzore 8541. Opísané zariadenie využíva vlastnosti Peltierových článkov na ohrev vody na stenové a/alebo podlahové vykurovanie miestnosti, resp. budovy a v lete na chladenie týchto priestorov. Zdrojom el. energie sú solárne ľotovoltické články, ktorých prebytočnou energiou sa dobíja akumulátor. Ten stabilizuje napätie a v noci alebo v dňoch so slabým slnečným svitom napája elektrické prvky.Another close solution is given in the Slovak utility model 8541. The described device uses the properties of Peltier cells to heat water for wall and / or floor heating of the room, respectively. buildings and in the summer to cool these areas. The source of el. energy are solar photovoltaic cells, whose excess energy is recharged by the battery. It stabilizes the voltage and supplies electrical components at night or on days with weak sunlight.
Podstata technického riešeniaThe essence of the technical solution
Cieľom technického riešenia je vytvoriť klimatizačné zariadenie pre domácnosť alebo menšie priestory, založené na využití len solárnej energie prostredníctvomľotovoltických panelov. To spĺňa chladiace a vykurovacie zariadenie pre domácnosti a menšie priestory, ktorého podstatou je aspoň jeden Peltierov článok, ktorý je v komerčnom vyhotovení súborom elementárnych článkov spojených vnútri sériovo a/alebo paralelne na dosiahnutie určeného menovitého vstupného napätia a menovitého výkonu. Peltierov článok je inštalovaných vo vnútornej jednotke, umiestnenej v interiéri budovy. Na jednej strane je spojený s vnútomýmchladičoma na druhej strane s tepelným výmenníkom Pri tepelnom výmenníku je usporiadaný vnútorný ventilátor. Vnútorný chladič je súčasťou kvapalinového chladiaceho okruhu, výhodne naplneného nemrznúcou zmesou. Do tohto okruhu je vradené odstredivé čerpadlo, tiež umiestnené vo vnútornej jednotke a vonkajší chladič, ku ktorému je priradený vonkajší ventilátor. Vonkajší chladič a vonkajší ventilátor sú spoločne umiestnené v exteriéri budovy. V exteriéri je inštalovaný aspoň jeden ľotovoltický panel, ktorý je jediným zdrojom energie pre zariadenie podľa technického riešenia. Je elektricky spojený s Pletiarovým článkom cez prepínač polarity a s vnútorným ventilátorom, čerpadlom a s vonkajším ventilátorom cez stabilizátor napätia. Vonkajší chladič a vonkajší ventilátor sú umiestnené vo vonkajšej jednotke. Fotovoltických panelov na napájanie zariadenia elektrickým prúdom možno použiť aj viac. Podľa žiadaného menovitého napätia a výkonu sú medzi sebou spojené sériovo a/alebo paralelne a majú spoločný výstup. Na výstup z fotovoltických panelov je sériovo zapojený vypínač a za ním istič. Na výstup ističa sú paralelne pripojené vstup prepínača polarity a vstup stabilizátora napätia.The aim of the technical solution is to create an air conditioning system for the household or smaller spaces, based on the use of only solar energy through electric panels. This satisfies a cooling and heating device for households and small spaces, the essence of which is at least one Peltier cell, which in a commercial embodiment is a set of elementary cells connected inside in series and / or in parallel to achieve a specified rated input voltage and rated power. The Peltier cell is installed in an indoor unit located inside the building. It is connected on the one hand to the internal coolers and on the other hand to the heat exchanger. An internal fan is arranged at the heat exchanger. The internal cooler is part of a liquid cooling circuit, preferably filled with antifreeze. A centrifugal pump, also located in the indoor unit, and an outdoor cooler, to which an outdoor fan is assigned, are integrated in this circuit. The outdoor cooler and outdoor fan are located together in the exterior of the building. At least one photovoltaic panel is installed in the exterior, which is the only energy source for the device according to the technical solution. It is electrically connected to the Knitting cell via a polarity switch and to the internal fan, pump and external fan via a voltage stabilizer. The outdoor cooler and outdoor fan are located in the outdoor unit. More photovoltaic panels can be used to power the device. Depending on the required rated voltage and power, they are connected in series and / or in parallel and have a common output. At the output of the photovoltaic panels there is a switch connected in series and a circuit breaker behind it. The input of the polarity switch and the input of the voltage stabilizer are connected in parallel to the output of the circuit breaker.
Zariadenie je najúčinnejšie pri najintenzívnejšom slnečnom svite. Od inej energie nie je závislé. Teda nie je závislé od distribučnej el. siete. Nemá žiadny prídavný akumulátor. Výdatne sa prejavuje, keď svieti slnko. Vtedy ho, predovšetkým v lete, najväčšmi treba. Zariadenie je navrhnuté ako bezúdržbové. Je tiché, ekologické a finančne nenáročné.The device is most effective in the most intense sunlight. It does not depend on other energy. Thus, it does not depend on the distribution of el. network. It has no additional battery. It manifests itself abundantly when the sun shines. Then, especially in summer, he needs it the most. The device is designed as maintenance-free. It is quiet, ecological and inexpensive.
Prehľad obrázkov na výkresochOverview of figures in the drawings
Technické riešenie je bližšie objasnené na výkresoch, kde obr. 1 znázorňuje blokovú s chému usporiadania zariadenia a obr. 2 predstavujeblokovú schému elektrického zapojenia.The technical solution is explained in more detail in the drawings, where FIG. 1 shows a block diagram of the device arrangement, and FIG. 2 is a block diagram of the electrical connection.
S K 8810 Υ1S K 8810 Υ1
Príklady uskutočneniaExamples of embodiments
Zariadenie podľa technického riešenia má vnútornú jednotku 1, vonkajšiu jednotku 2 a skupinu solárnych fotovoltických panelov 3, umiestnených v exteriéri na mieste dostatočne vystavenom slnečnému žiareniu. Vo vnútornej jednotke 1, umiestnenej v miestnosti bytu, domu alebo v menšom fúnkčnom priestore, je Peltierov článok 4 pripojený cez prepínač 5 polarity napätia - s polohami označenými „leto“, „zima“- istič 6 a vypínač 7 na zdroj el. prúdu, ktorým sú fotovoltické panely 3. Tie sú spolu prepojené tak, aby výstupné el. napätie zdroja pri maximálnom osvite a plnom výkone bolo okolo 14 V a aby intenzita odoberaného prúdu mohla dosiahnuť hodnoty okolo 10 A. Jedna strana Peltierovho článku 4, natrená teplovodivou látkou, je spojená s tepelným výmenníkom 8, pri ktorom je nainštalovaný vnútorný ventilátor 9. Druhá strana Peltierovho článku 4, tiež natretá teplovodivou látkou, je spojená s vnútorným chladičom 10. Vnútorný chladič 10 je zapojený plastovým potrubím, s vnútorným priemerom okolo 10 mm, do chladiaceho okruhu 11, naplneného nemrznúcou zmesou, spolu s odstredivým obehovým čerpadlom 12 a vonkajším chladičom 13. Vonkajší chladič 13 je namontovaný spolu s vonkajším ventilátorom 14 vo vonkajšej jednotke 2, umiestnenej v exteriéri budovy. Vnútorný ventilátor 9, obehové čerpadlo 12 a vonkajší ventilátor 14 sú pripojené na výstup stabilizátora 15 napätia, umiestneného vo vnútornej jednotke 1. Úlohou stabilizátora 15 napätia je udržať kolísavé napätie z fotovoltických panelov 3 na hodnote vhodnej pre elektromotory - pokiaľ možno - 12 V. Vstup stabilizátora 15 napätia je dvojpólovo pripojený do el. obvodu medzi istič 6 a prepínač 5. Pod Pletiarovým článkom 4 tu treba rozumieť súbor elementárnych Peltierových článkov zostavených do jedného komerčného výrobku, ktorého vonkajšie rozmery sa líšia od iného výrobku rovnakého druhu podľa pracovného napätia a menovitého výkonu.The device according to the technical solution has an indoor unit 1, an outdoor unit 2 and a group of solar photovoltaic panels 3, located outdoors in a place sufficiently exposed to sunlight. In the indoor unit 1, located in a room of an apartment, house or in a smaller functional space, the Peltier cell 4 is connected via a voltage polarity switch 5 - with positions marked "summer", "winter" - circuit breaker 6 and switch 7 to the power supply. current, which are photovoltaic panels 3. These are interconnected so that the output el. the voltage of the source at maximum exposure and full power was about 14 V and so that the intensity of the current taken can reach a value of about 10 A. One side of the Peltier cell 4, painted with a thermally conductive substance, is connected to a heat exchanger 8 in which an internal fan 9 is installed. the side of the Peltier cell 4, also coated with a thermally conductive substance, is connected to an internal cooler 10. The inner cooler 10 is connected by a plastic pipe, with an inner diameter of about 10 mm, to a cooling circuit 11 filled with antifreeze, together with a centrifugal circulation pump 12 and an external cooler. 13. The outdoor cooler 13 is mounted together with the outdoor fan 14 in an outdoor unit 2 located in the exterior of the building. The indoor fan 9, the circulation pump 12 and the outdoor fan 14 are connected to the output of a voltage stabilizer 15 located in the indoor unit 1. The purpose of the voltage stabilizer 15 is to keep the fluctuating voltage from the photovoltaic panels 3 at a value suitable for electric motors. of the voltage stabilizer 15 is connected in two poles to the el. circuit between circuit breaker 6 and switch 5. Here, Knitter cell 4 is to be understood as meaning a set of elementary Peltier cells assembled into one commercial product, the external dimensions of which differ from another product of the same type according to operating voltage and rated power.
Zariadenie, ktorého jedinou energiou je elektrická energia získavaná z fotovoltických panelov 3, keď sú osvetľované slnečným svetlom, pracuje takto: po zapnutí ističa 6 (predpokladá sa, že je zapnutý trvalé) a vypínača 7 sa el. napätie z fotovoltických panelov 3 dostane na Peltierov článok 4 a cez stabilizátor 15 napätia 12 V na čerpadlo 12, vnútorný ventilátor 9 a vonkajší ventilátor 14. Čerpadlo 12 a ventilátory 9, 14 začínajú pracovať od hodnoty napätia cca 6 - 7 V a pomáhajú odoberať teplo, resp. chlad z Peltierovho článku 4. Vletnej prevádzke sa nemrznúca zmes, zohriata vo vnútornom chladiči 10, preháňa prostredníctvom čerpadla 12 cez vonkajší chladič 13 ofukovaný vonkajším ventilátorom 14. Vzhľadom na nízku účinnosť Peltierových článkov pri chladení (30 %) je nevyhnutné predimenzovať vonkajší chladič 13 a prípadne zdvojiť alebo zosilniť vonkajší ventilátor 14. Na opačnej strane Peltierovho článku 4 odoberá z nich chlad tepelný výmenník 8, cez ktorý preháňa vzduch, nasávaný z miestnosti, vnútorný ventilátor 9, pričom ho na druhej strane tepelného výmenníka 8 vyfúkuje do miestnosti schladený.The device, whose only energy is the electrical energy obtained from the photovoltaic panels 3, when they are illuminated by sunlight, works as follows: after switching on the circuit breaker 6 (it is assumed to be switched on permanently) and the switch 7, the el. the voltage from the photovoltaic panels 3 receives on the Peltier cell 4 and via the voltage regulator 15 V to the pump 12, the indoor fan 9 and the outdoor fan 14. The pump 12 and the fans 9, 14 start working from a voltage of approx. , resp. cooling from the Peltier cell 4. In summer operation, the antifreeze mixture, heated in the internal cooler 10, is blown by the pump 12 through the external cooler 13 blown by the external fan 14. Due to the low cooling efficiency of the Peltier cells (30%), it is necessary to oversize the external cooler 13 and optionally double or amplify the outdoor fan 14. On the opposite side of the Peltier cell 4, the heat exchanger 8 takes cold from them, through which the air drawn from the room is blown by the indoor fan 9, blown into the room on the other side of the heat exchanger 8 cooled.
V zimnej prevádzke - po prepnutí prepínača 5 do polohy „zima“, sa zmení polarita na svorkách Peltierovho článku 4. V dôsledku toho sa jeho chladná strana zmení na teplú. Teplo z nej odoberá tepelný výmenník 8 prefukovaný vnútorným ventilátorom 9. Takto pretlačený vzduch vstupuje do miestnosti, v ktorej je inštalovaná vnútorná jednotka 1, zohriaty.In winter operation - after switching switch 5 to the "cold" position, the polarity on the terminals of the Peltier cell 4 changes. As a result, its cold side changes to the warm side. Heat is removed from it by a heat exchanger 8 blown by an internal fan 9. The air thus compressed enters the room in which the indoor unit 1 is installed, heated.
Do vnútornej jednotky 1 môžu byť umiestnené meracie prístroje na kontrolu napätia, prúdu a teploty. Pri plnom výkone zariadenia z príkladu uskutočnenia sa v letnej prevádzke dosahuje teplota vzduchu na výstupe z vnútornej jednotky 1 okolo 17 °C a v zimnej prevádzke okolo 46 °C. V prípade nižšej intenzity slnečného svetla dochádza k zníženiu výkonu. Počas prevádzky počuť iba tichý chod vnútorného ventilátora 9, preto je toto zariadenie vhodné do obývacích alebo menších kancelárskych či podobnýchpriestorov.Measuring devices for checking voltage, current and temperature can be placed in the indoor unit 1. At full power of the device according to the exemplary embodiment, the air temperature at the outlet of the indoor unit 1 is reached at about 17 ° C in summer operation and about 46 ° C in winter operation. In the case of lower sunlight intensity, the power decreases. During operation, you can only hear the quiet operation of the internal fan 9, so this device is suitable for living or smaller office or similar spaces.
V iných príkladoch uskutočnenia je možné použiť viac Peltierových článkov a fotovoltických panelov na dosiahnutie väčšieho chladiaceho či vyhrievacieho výkonu.In other embodiments, multiple Peltier cells and photovoltaic panels may be used to achieve greater cooling or heating performance.
S K 8810 Υ1S K 8810 Υ1
Zoznam vzťahových značiekList of reference marks
- vnútorná jednotka - vonkajšia jednotka - fotovoltický panel - Peltierov článok - prepínač - istič- indoor unit - outdoor unit - photovoltaic panel - Peltier cell - switch - circuit breaker
- vypínač- power switch
- tepelný výmenník- heat exchanger
- vnútorný ventilátor - vonkajší chladič - chladiaci okruh - čerpadlo- internal fan - external cooler - cooling circuit - pump
- vonkajší chladič- external cooler
- vonkajší ventilátor - stabilizátor napätia- outdoor fan - voltage stabilizer
Claims (6)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SK50091-2019U SK8810Y1 (en) | 2019-11-04 | 2019-11-04 | Cooling and heating device for households and smaller spaces |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SK50091-2019U SK8810Y1 (en) | 2019-11-04 | 2019-11-04 | Cooling and heating device for households and smaller spaces |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SK500912019U1 SK500912019U1 (en) | 2020-02-04 |
SK8810Y1 true SK8810Y1 (en) | 2020-07-01 |
Family
ID=69191743
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SK50091-2019U SK8810Y1 (en) | 2019-11-04 | 2019-11-04 | Cooling and heating device for households and smaller spaces |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SK (1) | SK8810Y1 (en) |
-
2019
- 2019-11-04 SK SK50091-2019U patent/SK8810Y1/en unknown
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
SK500912019U1 (en) | 2020-02-04 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN201476200U (en) | Solar air-conditioning system | |
US11125450B2 (en) | Room space cooling with improved thermal storage | |
CN104964369A (en) | Semi-conductor radiation air conditioning device driven by solar energy | |
WO2016074319A1 (en) | Solar central air conditioner | |
CN205583001U (en) | Basic station battery insulation can | |
Le Pierrès et al. | Coupling of thermoelectric modules with a photovoltaic panel for air pre‐heating and pre‐cooling application; an annual simulation | |
US8001785B2 (en) | Solar energy-based water heating and power generating module | |
GB et al. | Design and implementation of peltier based solar powered air conditioning and water heating system | |
Shi et al. | Performance of a BAPVT modules coupled TEHR unit fresh air system based on micro heat pipe array | |
SK8810Y1 (en) | Cooling and heating device for households and smaller spaces | |
CN110857800A (en) | Portable air conditioner based on semiconductor refrigerating sheet | |
CN204648675U (en) | Air source hot pump water heater | |
Meng et al. | Investigation of thermoelectric warm air heater | |
Martín-Gómez et al. | Construction of an active facade envelope with peltier cells | |
CN208504537U (en) | A kind of heating and refrigeration system of construction site temporary house | |
SK252014A3 (en) | Thermoelectric heat pump | |
CN104214875A (en) | Semiconductor air conditioner | |
CZ26672U1 (en) | Integration apparatus of photovoltaic panel and heat pump | |
Ji et al. | Technical requirements analysis of integrated paralleled-loop exhaust air heat pump system applied to ultra-low energy building in different climatic regions of China | |
JP6103914B2 (en) | Air conditioning system using sunlight. | |
SK8541Y1 (en) | Thermoelectric heat pump | |
RU2691509C1 (en) | Combined system for heating and power supply of buildings with ventilated facade | |
ES2490090B1 (en) | Air conditioning or air conditioning system for domestic, commercial, industrial or environmental use by Peltier cells | |
CN210373688U (en) | Solar hot air heating system | |
CN202485085U (en) | Civil solar heating device |