SU821872A1 - Термоэлектрический льдогенератор - Google Patents

Description

(54) ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ЛЬДОГЕНЕРАТОР

1

Изобретение относитс  к холодильной технике, а именно к термоэлектрическим льдогенераторам с; использованием эффекта Пельтье.

Известен термоэле1 трический льдогенератор , включающий теплоизолированную ванну, заполн емую водой, термобатарею с гор чими и холодными спа ми, теплообменник гор чих спаев и размещенную в ванне металлическую Пластину дл  намораживани  льда, примыкающую к холодным спа м батареи

11 .

Недостатком данного льдогенератора  вл етс  низка  энергетическа  Эффективность, обусловленна  продолжительностью процесса образовани  льда из-за значительного термосопротивлени  нарастающего льда при малой поверхности его контакта с пластиной.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому  вл етс  другой термоэлектрический льдогенератор, содержащий термобатарею с гор чими и холодными спа ми, теплоизолированную ванну дл  замораживани  воды с теплоизолирующей крышкой, примыкающую к холодным спа м оребренную

металлическую пластину дл  намораживани  льда и теплообменник гор чих спаев с вентил тором (2.

Однако данный льдогенератор обладает относительно невысокой холодопроизводительностью и соответственно низкой эффективностью вследствие большого термосопротивлени  массы льда, размещенной между водой и

o охлаждаемыми поверхност ми пластины и ее ребер, а также из-за высоких значений температур воздуха в теплообменнике гор чих спаев. Помимо этого, льдогенератор не обеспечивает

5 возможности контрол  и регулировани  количества получаемого льда.

Цель изобретени  - повышение эффективности и удобства эксплуатации льдогенератора.

0

Достигаетс  это тем, что термоэлектрический льдогенератор снабжен кассетой из теплопроводного материала с ребрами, размещенными в проме5 жутках между ребрами металлической пластины,, при этом кассета установлена с возможностью вертикального перемещени , а верхнее ее основание св зано с теплообменником гор чих спаев посредством капилл ра; ребра

0

кассеты могут быть выполнены в виде

пружин.

На фиг. 1 схематически изображен преллагаемый льдогенератор, общий вид; на фиг. 2 - место контакта ребра металлической пластины с пружиной кассеты.

. Термоэлектрический льдогенератор содержит термобатарею 1 с гор чими и холодными спа ми 2 и 3, теплооб .менник 4 гор чих спаев 2, вентил тор 5, заполн емую водой ванну 6, металлическую пластину 7 дл  намораживани  льда с ребрами 8, примыкающую к холодным спа м 3, теплоизол цию 9 ванны 6, теплоизолирующую крышку 10, кассету 11 с ребрами 12 из теплопроводного материала, размещаемыми в промежутках 13 между ребрами 8 вертикальную штангу 14, соедин ющую крышку 10 с кассетой 11, капилл р 1 сообщающий верхнее основание кассеты 11 с нижней частью (поддоном) теплообменника 4 и проход щий через стенку ванны 6 и ее теплоизол цию 9 указатели 16 и 17 количества получамого льда, размещенные соответственно на штанге 14 и на капилл ре 15, отверстие 18 в крышке 10 дл  залива воды и воздушник 19 в капилл ре 15. Работа ;федлагаемого устройства осуществл етс  следующим образом.

Ванна 6 заполн етс  водой до уровн , наход щегос  выше уровн  расположени  воздушника 19, при это последний открыт и через него в атмосферу выходит воздух из капилл ра 15. Затем воздушник 19 закрываетс . Вертикальным перемещением штанги 14 кассета 11 приводитс  в положение, соответствующее необходимому количеству (в граммах или в см ) получаемого льда. Минимальному количеству получаемого льда соответствует положение ребер 12 до упора с пластиной 7. При необходимости производства большего количества льда ребра 12 устанавливаютс  на соответствующую дистанцию от пластины 7. Заданному количеству производимого льда соответствует положение указател  16 на штанге 14 относительно верхне плоскости крышки 10. Далее включаетс  электропитание электродвигател  вентил тора 5 и термобатареи 1 При этом на гор чих спа х 2 термобатареи выдел етс  тепло, которое через теплообменник 4 передаетс  3 поток воздуха, организуемый вентил тором 5. Холодные спаи 3 термобатареи 1 поглощают поток тепла, поступающий из охлаждаемой, а затем замораживаемой воды, залитой в ванну 6. Часть потока тепла к холодным спа м 3 поступает из атмосферы через теплоизол цию 9 и тепло изолирующую крышку 10. Поток тепла

из обьема воды в ванне 6 поступает к холодным спа м 3 через ребра 12, и 8, слой 13 воды из льда в промежутках между этими ребрами, а далее через металлическую пластину 7, примыкающую к холодным спа м 3. Намораживание льда сначала происходит на части верхнего основани  пластины 7, свободной от ребер 8, затем на поверхности ребер 8. Нарастающий слой льда приходит в соприкосновение с нижними торцами ребер 12 кассеты 11 и, благодар  тому, что коэффициент теплопроводности льда больше ( в 4 раза) коэффициента теплопроводности воды, термическое сопротивление между торцами ребер 12 и пластиной 7 уменьшаетс . За счет этого ребра 12 кассеты 11 станов тс  дополнительными проводникс1ми тепла в направлении к холодным спа м 3 термобатареи 1, что приводит к увеличению хладопроиэводительности термобатареи . В процессе охлс1ждени  воды и затем намерзани  льда в капилл р 15, в месте его соединени  с верхним основанием кассеты 11, поступает вода, котора  по капилл ру 15 поступает затем в поддон теплообменника 4. Теплообменник 4 может йлть выполнен в виде металлических пластин , наход щихс  в тепловом контакте с гор чими спа ми 2 термобатареи 1; между металлическими пластинами можно разместить пластины из пористого материала, наход щиес  в контакте с водой в поддоне и с потоком воздуха, движущегос  через теплообменник 4. При этом имеет место испарительное охлаждение потока воздуха при его контакте со смоченными поверхност ми пористых пластин теплообменника. Например, при температуре атмосферного воздуха 30 С, его относительной влажности 35% и расходе 30 кг/ч испарительное охлаждение позвол ет снизить температуру на 10с, при этом расход испар к дейс  воды составит 130 г/ч. Испарительное охлаждение потока воздуха, в свою очередь охлаждающего гор чие спаи 2 термобатареи 1, позвол ет повысить производительность льдогенератора и соответственно его энергетическую эффективность .

Благодар  соединению верхнего основани  кассеты 11 посредством капилл ра 15 с теплообменником 4 (при определенном запасе воды в ванне 6), подача воды через капилл р 15 в теплообменник 4 прекращаетс  в момент полного замораживани  всей массы воды в кассете 11. Моменту полного замораживани  соответствует образование льда на уровне верхнего основани  кассеты 11, при этом образовавщийс  лед запи5 рает капилл р 15 на этом уровне

и тем самым преп тствует поступлению воды в теплообменник 4. Количес во заливаемой в ванну 6 воды выбираетс  таким образом, чтобы в момент полного замерзани  воды в объеме кассеты 11 еще оставалс  над кассетой некоторый запас воды, соответствующий уровню, регистрируемому на водомерном стекле указател  17. При этом момент полного замерзани  воды в объеме кассеты может регистрироватьс  визуально при остановке перемещени  уровн  воды в водомерном стекле. После получени  льда переключаетс  пол рность электропитани  термобатареи 1, в льдогенератор через пластину 7 поступает тепло, идущее на оттаивание льда в месте его контакта с пластиной 7 и поверхностью ребер 8. После от-г таивани  льда на этих поверхност х кассета 11 с крышкой 10 при помощи бтанги 14 извлекаетс  из ванны б,Выполнение капилл ра 15 на участке между верхним основанием кассеты 11 и стенкой ванны 6 с определенным запасом по длине позвол ет перенест изъ тую из ванны б кассету 11 на необходимую дистанцию от льдогенератора и далее поместить кассету со льдом в стакан с питьевой водой, где лед оттаивает от ребер 12 и переходит в стакан.

Энергетическа  эффективность и удобство эксплуатации льдогенератора дополнительно повышаютс  благодар  выполнению ребер 12 в виде пружин (фиг. 2). При этом, независимо от заданного количества получаемого льда и соответственно независимо от уровн  установки верхнего основани  кассеты 11 в ванне 6 ребра 12 всегда наход тс  в тепловом контакте с пластиной 7. За счет этого уменьшаетс  теЕ$мическое сопротивление между пластиной 7 и торцами ребер 12, повышаютс  холодопроизводительность термобатареи 1, производительность и соответственно энергетическа  эффективность льдогенератора в целом. Кроме того, выполнение ребер 12 в виде пружин облегчает процесс освобождени  кассеты 11 от массы полученного

льда после погружени  кассеты в стакан с питьевой водой..

Таким образом, наличие кассеты 11 с ребрами 12 из теплопроводного материала с возможностью перемеще- ни  в вертикальном направлении при соединении верхнег) основани  кассеты 11 с теплообменником 4 позвол ет увеличить производительность льдогенератора , обеспечить возможность

.. контрол  и регулировани  количества получаемого льда и, тем самьлм, повысить энергетическую эффективность и удобство эксплуатации устройства

Предлагаема  льдогенератор может найти применение на автотранспорте,

5 в производстве товаров народного потреблени , в специальных отрасл х холодильной техники.

20

Форму;1а изобретени 

Claims (2)

1.Термоэлектрический льдогенератор , содержащий термобатарею с гор чими и холодными спа ми, теплонзолированную ванну дл  замораживани  воды с теплоизолирующей крышкой, привыкающую к холодным спа м оребренную металлическую пластину дл  намораживани  льда и теплообменник гор чих спаев с вентил тором, отличающийс  тем, что, с целью-повышени  эффективности и удобства эксплуатации, он снабжен кассетой с ребрами из теплопроводного материала, размещенными в промежутках между ребрами металлической пластины, при этом кассета установлена с возможностью вертикального перемещени , а верхнее ее основание св зано с теплообменником гор чих

спаев посредством капилл ра.

2.Льдогенератор по п. 1, о тлИ чающий с   тем, что ребра кассетЪг выполнены в виде пружин.

Источники информации,

45 прин тые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР 314982, кл. F 25 С 1/12, 1971.

2.Авторское свидетельство СССР 182745, кл. F 25 С 1/12, 1966

50 (прототип).

f9

IS

Риг. 1

Риг.2