SU1709281A1

SU1709281A1 - Thermoelectric thermostat

Info

Publication number: SU1709281A1
Application number: SU904789421A
Authority: SU
Inventors: Николай Николаевич Глемба; Сергей Андреевич Зарубин; Анатолий Павлович Мельник; Геннадий Александрович Смоляр
Original assignee: Черновицкий Государственный Университет
Priority date: 1990-02-08
Filing date: 1990-02-08
Publication date: 1992-01-30

Abstract

Изобретение относитс к автоматическому регулированию и может использоватьс в системах активного и пассивноготермостатировани различных объектов. Цель изобретени - расширение области применени и повышение экономичности термоэлектрического термостата. Термостат содержит корпус 1, в вакуумированном зазоре между внутренней и внешней стенками которого размещена термобатаре 2. герметично соединенна со стороны тепло- выдел ющихс спаев с внешней стенкой через сйльфон 3, а также панель 4 из высокотеплопроводного материала, установлен» ную между внутренней стенкой и термобатареей и соединенную с термобатареей со стороны ее теплопоглощающих спаев. Панель 4 подпружинена пружинами 6 относительно внутренней стенки корпуса. 1 ил,4СПV4О О ГО СХ)This invention relates to automatic regulation and can be used in systems of active and passive thermostating of various objects. The purpose of the invention is to expand the scope and increase the efficiency of thermoelectric thermostat. The thermostat includes a housing 1 in which a thermopile 2 is placed in a vacuum gap between the inner and outer walls. Hermetically connected from the side of heat-releasing junctions to the outer wall through the sylphon 3, as well as a panel 4 of highly heat-conducting material, is installed between the inner wall and the thermopile and connected with a thermopile from its heat-absorbing junctions. Panel 4 is spring-loaded springs 6 relative to the inner wall of the housing. 1 silt, 4SPV4O O GO CX)

Description

Изобретение относитс к автоматическому регулированию и может использоватьс в системахактивного и пассивндго термостатировани различных объектов.The invention relates to automatic regulation and can be used in the systems of active and passive thermostating of various objects.

Известен термостат, содержащий систему электроавтоматики, включающую и выключающую питание охладител термостатируемой камеры в зависимости от сигнала изменени соотношени количеств жидкой и твердой фазы в датчике температуры .- .A thermostat is known that contains an electric automatics system that turns the cooler of a thermostatted chamber on and off depending on the signal of a change in the ratio of the amounts of the liquid and solid phases in the temperature sensor.

Недостатком термостата, в котором регулирование теплового контакта произво-. дитс с помощью двухфазных сред, вл етс ограниченна возможность их применени из-за об зательного наличи этих сред в зазоре между объектом и источником холода, что не всегда возможно из-за эксплуатационных требований. Кроме того, дл такого устройства невозможен полный разрыв теплового контакта с объектом термостатировани , что приводит к снижению энергетической эффективности из-за тепловых потерь.The disadvantage of a thermostat in which the regulation of thermal contact is production-. The use of two-phase media is the limited possibility of their use due to the mandatory presence of these media in the gap between the object and the source of cold, which is not always possible due to operational requirements. In addition, for such a device it is impossible to completely break the thermal contact with the object of thermostating, which leads to a decrease in energy efficiency due to heat losses.

Известно устройство термостатировани , содержащее герметичную термобатарею , соединенную с наружной стенкой корпуса со стороны тепловыдел ющих спаев через основание сильфона.A device for thermostating is known, which contains a sealed thermopile connected to the outer wall of the housing from the side of heat-generating junctions through the base of the bellows.

Недостатком такой конструкции вл етс посто нный механический, и тепловой контакт термобатареи с тепЛопередающей стенкой или с объектом термостатировани , что снижает энергетическую эффeктивнoctь устройства при использовании его в системах термостатировани , .где термобатаре периодически отключаетс от.источника питани . Кроме того, посто нный тепловой контакт термобатареи с камерой совершенно неприемлем в случае пассивного термостатировани переохлажденных объектов, имеющих температуру ниже температуры, достижимой дл термоэлектрического способа охлаждени , например объекта, наход щегос в сосуде Дюара Q жидким азотом. В этом случае термобатаре служит только источником дополнительных теплопритоков .The disadvantage of this design is the constant mechanical and thermal contact of the thermopile with the heat transfer wall or with the object of thermostatic control, which reduces the energy efficiency of the device when used in thermostatic systems, where the thermopile is periodically disconnected from the power source. In addition, the constant thermal contact of the thermopile with the chamber is completely unacceptable in the case of passive thermostating of supercooled objects having a temperature lower than that achievable for a thermoelectric cooling method, for example an object located in a Dewar Q liquid nitrogen. In this case, the thermopile serves only as a source of additional heat leakage.

Цель изобретени - расширение области применени и повышени экономичности термостата.The purpose of the invention is to expand the scope and increase the efficiency of the thermostat.

Это достигаетс тем, чтО)в термоэлектрическом термостате преимуЦ1ественно дл пассивного термостатировани , содержащем корпус, между внутренней и наружной стенками которого расположена термобатаре , герметично соединенна с наружной стенкой корпуса со стороны тепловыдел ющих спаев через основание сильфона, между внутренней стенкой и термобатареейThis is achieved by the fact that in a thermoelectric thermostat it is preferable for passive thermostating, comprising a housing, between which the inner and outer walls of the thermopile is located, hermetically connected to the outer wall of the housing from the side of the heat seals through the bellows base, between the inner wall and the thermopile

установлена панель из высокотеплопровоДного материала, соединенна с термобатареей со стороны теплопоглощающих спаев, причем панель подпружинена относительноa panel of high heat conductive material is installed, connected to the thermopile on the side of heat-absorbing junctions, the panel being spring-loaded relatively

внутренней стенки корпуса.inner wall of the housing.

На чертеже показан предлагаемый термостат .The drawing shows the proposed thermostat.

В вакуумированном зазоре между внут реннейи внешней стенками корпуса 1 помещена термобатаре 2, герметично соединенна через сильфом 3 со стороны тепловыдел дщих спаев с наружной стенкой корпуса 1, а со стороны теплопоглощающих спаев - с панелью 4 изIn the vacuum gap between the inner and outer walls of the housing 1, the thermopile 2 is placed, hermetically connected through the sylph 3 from the heat release side of the junctions to the outer wall of the housing 1, and from the side of the heat-absorbing junctions

5 высокотеплопроводного материала, выполн ющий роль теплового экрана в случае выведени термобатареи 2 из непосредственного контакта с объектом 5 термостатировани . Панель 4 подпружинена относительно внутренней стенки пружинами б, компенсирующими прижим термобатареи 2 к внутренней стенке корпуса 1 под действием атмосферного давлени , что облегчает выведение ее из контакта с;5 high thermal conductivity material, which plays the role of a heat shield in the case of removing the thermopile 2 from direct contact with the object 5 of thermostating. Panel 4 is spring-loaded relative to the inner wall by springs b, which compensate the clamp of the thermopile 2 to the inner wall of the housing 1 under the action of atmospheric pressure, which facilitates its removal from contact with;

5 объектом термостатировани , например, с помощью электромагнита 7..Со стороны тепловыдел ющих спаев через основание сильфона 3 к термобатареи 2 присоединен радиатор 8.5 by the object of thermostating, for example, by means of an electromagnet 7. A radiator 8 is connected to the thermopile 2 from the side of the heat-generating junctions through the base of the bellows 3.

0 Термоэлектрический термостат работает следующим образом.0 Thermoelectric thermostat works as follows.

В случае использовани в системе активного термостатированм - панель 4 поджата со стороны теплопоглощающих спаевIn case of use in the active thermostat system - panel 4 is pursed from the side of heat-absorbing junctions

5 термобатареи 2 к внутренней стенке корпуса 1 под действием атмосферного давлени . По достижении требуемой температуры объекта термостатировани термобатарею 2 отключают от источника питани и вывод т его из механического и теплового контакта с объектом 5 термостатировани . Пружины 6, прикрепленные на панели 4, компенсируют действие атмосферного давлени и тем самым облегчают выведение ее5 thermopile 2 to the inner wall of the housing 1 under the action of atmospheric pressure. Upon reaching the desired temperature of the thermostating object, the thermopile 2 is disconnected from the power source and removed from mechanical and thermal contact with the thermostating object 5. The springs 6 attached to the panel 4 compensate for the effect of atmospheric pressure and thereby facilitate its removal.

5 из теплового контакта со стенкой корпуса 1 в процессе термостатировани , например, с помощью электромагнита 7. Как только температура объекта термостатировани превышает , определенный температурный5 from thermal contact with the wall of the housing 1 during thermostatic control, for example, using an electromagnet 7. As soon as the temperature of the thermostating object exceeds a certain temperature

0 уровень, включают термобатарею 2 и ввод т панель 4 в контакт с камерой.0 level, turn on the thermopile 2 and put the panel 4 in contact with the camera.

В Случае пассивного термостатировани объектов, имеющих температуру ниже рабочих температур ТЭО 2. панель 4 отжатаIn the case of passive thermostating of objects having a temperature below the operating temperature of the TEC 2. panel 4 is pressed

5 к внутренней стенке и охлаждаетс с помощью термобатареи 2, и тем самымувеличиваетс врем прогрева объекта 5 до определенного температурного уровн .5 to the inner wall and is cooled with a thermopile 2, thereby increasing the warm-up time of the object 5 to a certain temperature level.

Согласно изобретению разработана конструкци многоцелевого термоэлектрического термостата дл активного и пассивного термостатировани различных обьектов в диапазоне температур 200-300 К. Камера объемом 3, л выполнена в виде сосуда Дюара. в полость между стенками кото рого герметично через сильфоны вмонтированы две термобатареи, к каждой из которых со стороны теплопоглощающих спаев припа ны медные панели, которые в случае контакта с внутренней стенкой сосуда Дюара полностью покрыва1рт ее поверхность. К радиатору термобатареи, вмонтированному с наружной стороны сильфона, прикреплен сердечник электромагнита, который обеспечивает перемещение и выведение панели из теплового контакта с внутренней стенкой корпуса. Прикрепленные к панели пружины компенсируют действие атмосферного давлени на сильфон, облегча тем самым вывод панели из контакта с внутренней стенкой камеры.According to the invention, a multi-purpose thermoelectric thermostat design has been developed for active and passive thermostating of various objects in a temperature range of 200-300 K. A chamber with a volume of 3 l is made in the form of a Dewar vessel. In the cavity between the walls of which two thermopilets are hermetically mounted through the bellows, each of which is welded to a copper panel on the side of the heat-absorbing junctions, which, in case of contact with the inner wall of the Dewar vessel, completely covers its surface. The thermopile radiator mounted on the outside of the bellows is attached to the core of the electromagnet, which provides movement and removal of the panel from thermal contact with the inner wall of the housing. The springs attached to the panel compensate for the effect of atmospheric pressure on the bellows, thereby facilitating the removal of the panel from contact with the inner wall of the chamber.

Claims

Thermoelectric thermostat, comprising a case with internal and external walls, in a vacuum gap between which a thermopile is placed, hermetically connected on the side of heat-generating junctions with an external wall through a bellows, characterized by the fact that, in order to expand the field of application and increase the cost-effectiveness of thermoelectric thermostat, between the inner wall and the thermopile, a panel of highly heat-conducting material is installed, connected to the thermopile by its heat-absorbing sp ay and spring-loaded relative to the inner wall.