SU1043769A1 - Система термостабилизации автономного источника электропитани - Google Patents

Abstract

1. СИСТЕМА ТЕРМОСТАБИЛИЗА ЦИИ АВТОНОМНОГО ИСТОЧНИКА ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ , содержаща  первичный исто ник энергии и аккумул торную батарею , помещенную в термоизол ционны корпус, отличающа с  тем, что/ с целью расширени  рабочего диапазона температур автономн источника .электропитани  при умень шении расхода энергии, в него введ ны термореле нижнего и верхнего пр делов температур, элемент подогрева , съемна  термоизол ционна  крыш ка с электроприводом, состо ща  из электромотора посто нного тока с редуктором, двухпозиционного дистанционного переключател  и двух концевых выключателейf вход первой обмотки дистанционного переключател  подключен к выходной клемме термореле нижнего предела температуры и элементу электроподогрева, выход первой обмотки дистанционного переключател  через первый блок-контакт подключен к минусовой клемме батареи, вход второй обмоткидистанционного переключател  подключен к выходной клемме термореле верхнего предела температуры, а выход второй обмотки через второй блок-контакт подключен к минусовой клемме батареи, входные клеммы обоих термореле подключе- ны к плюсрвой клемме батареи, электромотор через- переключающие контакты дистанционного переключател  соединен с плюсовой и минусовой клеммами батареи . 2. Система по п.1, о т л и ч а ю-, щ а   с   тем, что первичнйй источ- ник энергии выполнен в виде ра диоизотопного термоэлектрического генератора ..

Description

Изобретение относитс  к электрот хнике и может быть использовано в автономных, источниках элёквгропита ни ,, содержащих, термоэлектрический генератор., и накопитель элект.ропита:ни . Примером термоэлектрического. . . ге.нератора мбжет служит р диоизртоп11Ый термоэлектрический генератор (РИТЭГ), примером накопител  . Iэлектроэнергии --.ак сумул тор. Устройства, включающие аккумул торную батареюС системой защиты от перезар да и переразр да и РИТЭР, способные отдавать в импульсе мощность , превышающую номинальную мощность РИТЭГ, ислольз.уютс  дл - элект ропитани  работающих автоматически без посто нного наб йдени  .с эпизот дическим обслуживанием радио- И све . товых ма ков в удаленных, и труднодоступных района-х.Лри этом аккуму;-л торные батареи должны устанавл.и-; ватьс  в отапливаемых- помещени х или должны быть способны работать .при температуре: окружающей .среды от -50 до . . . ; Выпускаемые промышленностью аккумул торы , не тре.бующие обслужи . .вани , например герметизированные никель-кадмиевые тип-а НКГ 110-СА, могут длительное врем  работать лишь в .услови х положительных темпе ратур, не превышающих однако . Дл  обеспеч.ен:и  работоспособнос ти аккумул торов при отрицательных температурах внешней среды их-разме щают в помещени х совместно с . РИТЭГом,-.рт которого они. и подогре в аютс .. . Недостат.ком такого подогрева ак мул торов  вл етс  необходимость постройки специального помещени , тогда как РИТЭГ не ну-ждаетс в таком помещен ии. t. Известны также способы прдогрев а аккумул трров - 1 - з . - . . Недостатком перечисленных устройс .тз  вл етс  потребление ими до полнительной электроэнергии, что п компенсировании с термоэлектрическ преобразователем/ характеризующим .с  дефицитом выходной мощности, со верш.енно недопустимо. . .Наиболее близким к изобретению  вл етс  у.дтройство термостабилиза аккумул торных батарей, предназначенное дл  поддержани  температуры . аккумул торной батареи выше температуры окружающего воздуха .путем- с хранени  тепла, вырабатываемого пр работе батареи. Устройство содержи термоизол ционный корпус, внутри которого распола:гаётс батаре , в корпусе имеетс  канал, св зывающий внутреннее пространство корпуса Ci внешней средой, который мОжет быть подключен к вентил тору автомобиль ного двигател . С каналом св зано запорное устройство, которое имееа два фиксированных положени , соответствующих о,ткрытому-и закрытому состо ни м канала. Запорное устройство может быть по-дключено к устройству вакуумнрй откачки, например к общему разрежени  автомобильного двигател - внутренного сгорани ,, под во.эдействием которого :оно принимает одно из двух возможных положений . При неработающем автомобильном двигателе запорные устройст-во перекрывают к аналы, врезультате чего выдел емое акк.уйул тором тепло сохран етс  внутри теплоизол цион-; ного корпуса, чем обеспечиваетс  превышение - температуры аккумул тора над температурой окружающего воздуха . : . . . .. При работающем автомобильном двига ,теле за счет разрежени , возникаю-щего в канале всасывани -, запорное устройство открывает канал, через который вентил тором автомобильного двигател  прогон етс  теплый воздух, чем обеспечиваетс  принудительн,ый обогрев .аккумул тора 4.. V -Однако при положительной.температуре , окружающего .воздуха, близкой к предельно допустимой дл  аккумул торов , требуетс  обдув их нагретым воздухом , на что расходуетс дополнительна  энерги ,. Наличие -в термоизол ционном корпусе канала с запорным устройством, соедин ющего внутрен.-V нюю полость термоизол ционного корпуса с внешней средой/ ухудшает термоизол ционные свойства корпуса, в . результате .чего выдел емого аккумул тором тепла от его саморазогрева оказываетс  недостаточно дл  обеспечени  положи.тельной те.мпературы акйумул торов при достаточно низкой температуре окружающего воз.духа, например . ... , Целью изобретени   вл етс  расширение рабочего диапазона температур автономного источника .электропитани  при уменьшении за.трат энергии . . -- . , . . . Цель достигаетс  тем, что в систе .му термостабилизации автономного источника ., электррэн.ергйй, содержащую первичный источник энергии и аккумул торную батарею, помещенную в термоизол ционный корпус, введены термореле нижнего и верхнего пределОв температур, элемент подогрева, съемна  .термоизол ционна  крышка с электроприводом, состо щим из электромотора посто нного тока с редукторОм , двухпозиционного дистанционного переключател  и двух Аонцевых ВЕлключателей, вход первой обмотки дистанционного переключател  подключен к выходной клемме термореле нижнего предела температуры и элементу электрообогрева, другой клеммой подсоединенного к минусовой кле ме батареи, выход первой обмо.тки / дистанционного переключател  через первый блок-контакт подключен к минусовой клемме батареи, вход второй обмотки дистанционного переключа . тел  подключен к выходно.й клемме термореле- верх негр предела температуры , а ВЫХОДвторой обмотки через второй блок-контакт подключен- к мину совой клемме батареи, входные Ллемг мы обоих термореле подключены к плюсовой клемме батареи, электромотор . . переключающие контакты . дистанционного переключател  соединён с плюсовой и минусовой клемм-йми батареи. При .э.омпервичный источник эйер гии выполнен в видерадиоизотопного т-ермоэлектрического генератор1а На фиг.1 изображена конструктив на  схема предлагаемого устройства; на, фиг,2 - электрическа  схема устройства . : . Устройство((фиг.1)включаеТВ .се б  .термоизол ционный, корпус 1, внут ри которого расположена батаре-  i2., термоизол ционную крышку 3, свдзанную с э:лек тромеханическим приводом термореле 5- и 6 соответственно -нижнего и верхнего предела температуры расположенные .внутри корпуса, и эле мент .7 подогрева, расположенный-уам же- ,-- - . , : Электромеханический привод 4 содержит электромотор 8.посто нного тока с редуктором, дистанционный ; переключатель (ДП)Э , представл .ющий.. собой двухпо.зиционное двухо мотрчное реле с меха-нической фиксацией положени  контактов, и концевые вы|ключатели 10 и 11.. & качестве ДП .может быть использовано реле серии ДП-1 ТУ 16-526.455-79. 12 первой обмотки ДП- 9 подг ключей к выходной клемме терморе- . ле 5 и элементу 7 подогрева, вых,од 13 через блок-контакт; 9.1 - к минусо вой клемме батареи 2. Вход 14 второй обмотки ДП 9 подключен к выходной клемме термореле 6, а выход: 15 блок-койтакт 9.2 - к минусовой клемме- батареи 2. Входы термореле 5 и 6 подключены к плюсовой клемме 6aiTaреи 2. -В качестве термореле может. быть использовано релетемпературы серии РТПБ1 5610.457.OQO ТУ Вход 16 электромотора 8 через .. контакт 9.3(9.4) и концевой выключйтель .11(10) соединен с плюсовой (минусовой)Клеммой батаре  2/ вход 17 мотора 8 через контакт 9.5(9.6) с минусовой (плюсовой) клеммой батареи 2.- . К батарее 2 подключен термоэлектрический преобразователь со схе- мой 12 защиты.. . Устройство работ ает с.ледующим образом; ; В услови х отрицательных температур окружающей среды при первичном -включении, крышка 3 закрыта, температура пнутри корпуса отрицательна, контакт тремореле 5 замкнут, конгтакт термореле б разомкнут, кон- .такты 9.2г 9.3 и 9. 5 замкнуты, а контакты .9.1, 9, 4 , 9.б разомкнуты. Концевой .выключатель 11 разомкнут, а ;. .выключатель 10 замкнут. К выхоЯУ РИТЭГ подключен элемент 7 подогрева . От тепла, выдел емого .этим элементом , температура внутри корпуса повыша.етс -. При достижении положигельных значений .этой темпдр,атуры термореле 5 срабатывает и отключает . элёктрообогрев. От саморазогрева батареи температура, внутри корпуса также повышаетс , причем до тех пор, пока не установитс  ба.-. . .ланс между теплом, выдел емым батареей , и теплом, излучаемым корпусом Во внешнюю среду..-С повышением температуры внешн.ей среды .внутри кор-п .ус температура также повышаетс , При достижении -этой температурой заданного предельного знач-енл  срабатывает-термореле 6 и подаетс  напр жение на вход 14 обмотки ДП 9. При срабатывании ДП 9 замыкаютс  . . контакты .9.4, 9. 6 и .9.1 и размыкаютс  контакты -9.3, 9.5 и 9.2. Через контакты 9.4,-9.б и .концевой выключатель 10 подаётс  Напр жение на электромотор, который .через редуктор .открывает крышку корпуса. 3 до тех пор, пока не разомкйётс  концевой . -выкJ ючaтeль 10. В начале движени  крышки концевой выключатель 11. за.- ; мыкаетс . При открытой крышке корпуса обеспечиваетс  естественное кон-. векционное .охлаждение бч1тареи. , В случае понижени  температуры окружающей среды температура внутри корпуса также понижаетс , при , этом контакты терморелеб размыка- ютсд. Когда температура достигает , срабатывает термореле 5, через контакты которого, а также контакт 9.1, подаетс  напр жение уа обмотку ДП 9, в результате чего контакты 9.3, 9-5 и 9.2 замыкаютс , а контакты 9;., 9.4 и 9.6 размыкаютс . Через контактны 9,3, 9..5 и концевой выключатель 11 подаетс  напр жение на электромотор 8, который через ;редуктор закрывает крышку корпуса. В начале движен.и  крышки концевой вык-лючатель 10 замыкаетс . Электромотор вращаетс  до тех пор,.пока не закроетс  крынка корпуса., а концевой выключатель 11 не разомкнемс , .Одновременно с подачей напр жени5г на вход 12 ДП9 через койтакты термореле 5 подаетс  напр же-ие на элемент 7 подогрева, чем беспечиваетс  положительна  тем- ература внутри корпуса при пониении температуры окружающего воздуа до предельно допустимого знаени  () .

-Таким образом, положительна  темература батареи, а следовательно, ее работоспособность при отрицательных температурах наружноговоз10 уха обеспечиваютс  термоизол цией и самонагревом батареи, а также дополнительным ее электрообогревом.

При положительной температуре окружающего воздуха защита батареи

15 от перегрева за счет саморазогрева обеспечиваетс  автоматическим открыванием крышки и естественным конвекционным охлаждением. .

При этом расход энергии на элект20 роподогрев аккумул торов компенсируетс  повышением выходной мощноети электротермопреобразовател  РИТЭГ с Понижением температуры окружающего воздуха, в результате чего выходна  мощность установки (накопитель сов25 местно с РИТЭГом) на согласованной нагрузке в широких пределах изменени  .температур остаетс  примерно посто нной , что достаточно дл  эффективной работы радиома чных систем.

30 Так, например, выходна  мощность, РИТЭГ типа Г-9.0-80/24 при изменении температуры окружающего воздуха от +40 до -50°С возрастает линейно примерно от 65 до 74 Вт соответственно.

35

В известном устройстве положитель на  температура батареи при отрицательных температурах окружающего воздуха достигаетс  термоизол ционным корпусом, самопрогреврм аккумул торов и дополнительнымобдувом их

40 прогретым воздухом, а в услови х положительных температур окружающего воздуха допустима  температура батарей обеспечиваетс , дополнительным

45 обдувом.

В предлагаемом устройстве положительна  температура аккумул торов в услови х отрицательных температур окружающей среды достигаетс  термо-. изол ционным корпусом, самопрогревом аккумул торов и дополнительным элект ,рообогревом за счет повышенной отдачи мощности термообразователей.

В услови х положительных температур - окружающего воздуха допустима  положительна  температура аккумул торов обеспечиваетс  их конвекционным охлаждением при автоматически открываемой крьаике термоизол ционного корпуса. При этом на охлаждение аккумул торов в отличие от известного устройства энерги  не затрачиваетс . Затратами электроэнергии на открывание крышки можно пренебречь ввиду малой мощности электропривода и кратковременности процесса открывани  крышки.

В предлагаемом устройстве расширение диапазона рабочих температур автономного источника электропитани  происходит за счет конвекцион .ного охлаждени  аккумул торов в услови х положительных температур окружающе17О воздуха без затраты на это дополнительной энергии.

При отрицательных температурах окружающей среды в предлагаемом устройстве дополнительный обогрев аккумул торов происходит путем утилизации дополнительной энергии, отдаваем мой термопреобразователем.. Однако в предлагаемом устройстве термоизол ционные свойства корпуса выше, чем в известномг в результате чего положительную температуру аккумул торов можно получить при меньших затратах энергии, а следовательно, обеспечить работоспособность устройства при более низких температурах окружающего воздуха.

Зыхо0

0tfSJ

Claims (2)

1. СИСТЕМА ТЕРМОСТАБИЛИЗАЦИИ АВТОНОМНОГО ИСТОЧНИКА ЭЛЕКТРО- , ПИТАНИЯ, содержащая первичный источник энергии и. аккумуляторную батарею, помещенную в термоизоляционный корпус,отличающаяся тем, что, с целью расширения рабо чего диапазона температур автономного источника электропитания при уменьшении расхода энергии, в него введены термореле нижнего и верхнего пре делов температур, элемент подогрева, съемная термоизоляционная крышка с электроприводом, состоящая из

Фиг.1

ИЖ электромотора постоянного тока с редуктором, двухпозиционного дистанционного переключателя и двух концевых выключателей, вход первой обмотки дистанционного переключателя подключен к выходной клемме термореле нижнего предела температуры и элементу электроподогрева, выход первой обмотки дистанционного переключателя через первый блок-контакт подключен к минусовой клемме батареи, вход второй обмотки дистанционного переключателя подключен к выходной клемме термореле верхнего предела температуры, а выход второй обмотки через второй блок-контакт подключен к минусовой клемме батареи, входные клеммы обоих термореле подключены к плюсовой клемме батареи, электромотор через переключающие контакты дистанционного переключателя соединен <«SU ап 1043769 с плюсовой и минусовой клеммами батареи.

2. Система по п.1, о т л и ч а ю-. щ а я с я тем, что первичный источник энергии выполнен в виде радиоизотопного· термоэлектрического гене- ратора. . !