WO1998021531A1 - Systeme de refroidissement thermoelectrique - Google Patents

Systeme de refroidissement thermoelectrique Download PDF

Info

Publication number
WO1998021531A1
WO1998021531A1 PCT/JP1997/004062 JP9704062W WO9821531A1 WO 1998021531 A1 WO1998021531 A1 WO 1998021531A1 JP 9704062 W JP9704062 W JP 9704062W WO 9821531 A1 WO9821531 A1 WO 9821531A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
heat
heat exchange
thermoelectric
manifold
cooling system
Prior art date
Application number
PCT/JP1997/004062
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Hiroaki Kitagawa
Munekazu Maeda
Osamu Nakagawa
Shigetomi Tokunaga
Original Assignee
Matsushita Refrigeration Company
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 Matsushita Refrigeration Company filed Critical Matsushita Refrigeration Company
Priority to AU48857/97A priority Critical patent/AU715129B2/en
Priority to US09/297,683 priority patent/US6293107B1/en
Priority to EP97911484A priority patent/EP0949463A4/en
Publication of WO1998021531A1 publication Critical patent/WO1998021531A1/ja

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B21/00—Machines, plants or systems, using electric or magnetic effects
    • F25B21/02—Machines, plants or systems, using electric or magnetic effects using Peltier effect; using Nernst-Ettinghausen effect
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B43/00—Arrangements for separating or purifying gases or liquids; Arrangements for vaporising the residuum of liquid refrigerant, e.g. by heat
    • F25B43/04—Arrangements for separating or purifying gases or liquids; Arrangements for vaporising the residuum of liquid refrigerant, e.g. by heat for withdrawing non-condensible gases
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25D—REFRIGERATORS; COLD ROOMS; ICE-BOXES; COOLING OR FREEZING APPARATUS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F25D17/00—Arrangements for circulating cooling fluids; Arrangements for circulating gas, e.g. air, within refrigerated spaces
    • F25D17/02—Arrangements for circulating cooling fluids; Arrangements for circulating gas, e.g. air, within refrigerated spaces for circulating liquids, e.g. brine
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25D—REFRIGERATORS; COLD ROOMS; ICE-BOXES; COOLING OR FREEZING APPARATUS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F25D21/00—Defrosting; Preventing frosting; Removing condensed or defrost water
    • F25D21/04—Preventing the formation of frost or condensate
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2500/00—Problems to be solved
    • F25B2500/01—Geometry problems, e.g. for reducing size
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25D—REFRIGERATORS; COLD ROOMS; ICE-BOXES; COOLING OR FREEZING APPARATUS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F25D11/00—Self-contained movable devices, e.g. domestic refrigerators

Definitions

  • thermoelectric cooling system such as a thermoelectric modular electric refrigerator that cools the inside of a refrigerator using a Peltier element.
  • a technology using a Peltier element in a refrigeration system is disclosed in Japanese Patent Application Publication No. 6-504463.
  • a cooling water path for forcibly circulating cooling water is thermally coupled to each of the heat dissipation surface and the cooling surface of the Peltier element, and a heat exchanger interposed in the cooling water path thermally coupled to the cooling surface of the Peltier element.
  • the target object is cooled by the cooling of the heat exchanger, or the target object is warmed by heat radiation in a heat exchanger interposed in a cooling water passage thermally coupled to the heat radiation surface of the Peltier element.
  • the present invention has been made in view of the above-mentioned problems of the related art, and has as its object to provide a thermoelectric cooling system having a structure capable of reducing bubbles circulating in a cooling water path. Another object of the present invention is to provide a thermoelectric cooling system having a structure capable of reducing dew condensation water generated outside piping of a cooling water path.
  • Still another object of the present invention is to provide a highly safe thermoelectric cooling system with easy piping and improved thermal efficiency. Disclosure of the invention
  • thermoelectric cooling system of the present invention comprises a first heat exchange unit thermally coupled to a heat dissipation surface of a thermoelectric module and a second heat exchange unit thermally coupled to a cooling surface of the thermoelectric module.
  • a liquid is filled in a circulation path between the circulation pump, the heat radiation heat exchanger, and the first heat exchange unit to form a heat radiation system, and at least one of the suction side and the discharge side of the circulation pump is provided. It is characterized by having an air reservoir section.
  • the circulating pump is disposed above the heat radiation heat exchanger and the first heat exchange unit.
  • thermoelectric cooling system including: a first heat exchange unit thermally coupled to a heat radiation surface of a thermoelectric module; and a second heat exchange unit thermally coupled to a cooling surface of the thermoelectric module.
  • a liquid is filled in a circulation path between the heat exchanger for cooling and the second heat exchange unit to form a heat absorption system, and an air reservoir is provided on at least one of a suction side and a discharge side of the circulation pump. It is characterized by that.
  • the circulation pump is disposed above the cooling heat exchanger and the second heat exchange unit.
  • thermoelectric cooling system is a thermoelectric cooling system having a first heat exchange unit thermally coupled to a heat dissipation surface of a thermoelectric module and a second heat exchange unit thermally coupled to a cooling surface of the thermoelectric module.
  • Set up a hold and release A liquid is filled in a first circulation path between the heat heat exchanger and the first heat exchange section of the manifold to form a heat radiation system, and a second circulation pump and a cooling heat exchanger are formed.
  • a liquid is filled in a second circulation path of the manifold with a second heat exchange unit to form a heat absorption system, and at least one of a suction side and a discharge side of the first and second circulation pumps Is characterized by having an air reservoir.
  • thermoelectric cooling system includes a first heat exchange section thermally coupled to a heat radiation surface of a first thermoelectric module and a second heat exchange section thermally coupled to a cooling surface of the first thermoelectric module.
  • An auxiliary manifold having a third heat exchange part thermally coupled to the heat radiation surface of the second thermoelectric module is provided, and a first circulation pump and a heat radiation heat exchanger are provided.
  • a liquid is filled in a first circulation path between the first manifold and the first heat exchange section of the main manifold to form a heat radiation system, and a second circulation pump, a cooling heat exchanger, and the auxiliary manifold are formed.
  • a liquid is filled in a second circulation path between a third heat exchange section of the hold and a second heat exchange section of the main manifold to form a heat absorption system, and the first and second heat exchange sections are formed.
  • An air reservoir is provided on at least one of the suction side and the discharge side of the circulation pump.
  • the first circulation pump is provided above the heat-radiating heat exchanger and the first heat exchange unit, while the second circulation pump is provided with the cooling heat exchanger and the second heat-exchange unit. It is arranged above the heat exchange section of No. 2.
  • the air bubbles flowing in the circulation path are collected in the air reservoir, so that the air bubbles in the circulation path can be efficiently removed.
  • thermoelectric cooling system of the present invention is employed in an electric refrigerator, the second circulating pump is disposed inside a refrigerator main body, and the manifold is disposed outside the refrigerator main body.
  • the piping on the discharge side of the second circulation pump is drawn out of the refrigerator main body at a position near the manifold through the refrigerator main body, most of the piping is provided in the refrigerator. Outside the warehouse Because it does not come in contact with warm air, condensation can be reduced.
  • connection pipe used in the circulation path is made a soft pipe, so that the pipe becomes easy.
  • FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a thermoelectric module type electric refrigerator employing a thermoelectric cooling system according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a perspective view of the electric refrigerator of FIG.
  • FIG. 3 is a partially cutaway rear view of the electric refrigerator of FIG.
  • FIG. 4 is a horizontal sectional view of the upper part of the main body of the electric refrigerator in FIG.
  • FIG. 5 is a perspective view of a heat-dissipating heat exchanger and a circulation pump provided in the electric refrigerator of FIG.
  • FIG. 6 is a piping system diagram of a heat radiation cycle and a heat absorption cycle of the electric refrigerator of FIG.
  • FIG. 7 is a perspective view of components of the heat radiation cycle.
  • FIG. 8 is a perspective view of components of the heat absorption cycle.
  • FIG. 9 is a side view showing an attached state of the air reservoir attached to the circulation pump.
  • FIG. 10 is a longitudinal sectional view of an ice making part of the electric refrigerator of FIG.
  • FIG. 11 shows a case where the thermoelectric cooling system according to the second embodiment of the present invention is employed. It is a perspective view in the state where the front door of the thermoelectric module type electric refrigerator was removed.
  • FIG. 12 is a piping diagram of a heat radiation cycle and a heat absorption cycle according to the second embodiment. BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
  • thermoelectric cooling system of the present invention will be described using a thermoelectric module type electric refrigerator as an example.
  • the housing of the thermoelectric modular electric refrigerator is composed of a refrigerator body 1 and a front door 4 pivotally supported by a shaft 3 to open and close the front opening 2 of the refrigerator body. ing. Inside the back plate 5 that closes the opening at the back of the refrigerator body 1, a partition wall 6 attached to the refrigerator body 1 at a distance from the back plate 5, and inside the refrigerator attached inside the refrigerator body 1 A space between the molded body 7 and the heat insulating material 8 is filled.
  • a heat-radiating heat exchanger 10 and a main heat exchanger 10 to be described later are provided in the outer chamber 9 formed between the back plate 5 and the bulkhead 6, as shown in FIGS. Manifolds 11 and 1 are arranged.
  • Fan motors 13a and 13b are attached to the upper part of the heat exchanger 10 for heat radiation via a hood 12 as shown in FIG.
  • a first circulating pump 14a is mounted on the upper surface of the hood 12 between the fan motors 13a and 13b.
  • a lower grille 15 with a suction port 15a is attached to the bottom of the outer chamber 9 and an upper grille with a discharge port 16a at the upper opening of the outer chamber 9. 16 are installed.
  • the air drawn into the outside chamber 9 from the suction port 15a of the lower grill 15 by the operation of the fan motors 13a and 13b is discharged.
  • the heat passes through the space between the fins of the heat exchanger 10 for heat and is discharged to the outside from the outlet 16a of the upper grill 16
  • a cooling heat exchanger 20 is provided in the mechanical chamber 19 between the partition wall 18 attached to the internal compact 7 in the internal compartment 17 formed inside the internal compact 7.
  • a second circulating pump 14b is mounted above the cooling heat exchanger 20.
  • a fan motor 13c is attached to an upper part of the partition wall 18, and a suction port 21 is formed in a lower part of the partition wall 18. The air in the compartment 17 is drawn into the compartment mechanical chamber 19 from the suction port 21 of the partition wall 18 by the operation of the fan motor 13c, and flows between the fins 20a of the cooling heat exchanger 20. After passing through, it is discharged from the fan motor 13 c to the inside 17 of the refrigerator and circulates.
  • An ice making chamber 22 is provided at a part of the upper part of the refrigerator 17 as shown in FIGS. 1 and 4, and an auxiliary manifold 24 described later is attached to the back of the ice making plate 23. ing.
  • the main manifold 11 includes a peltier element 25 as a thermoelectric module, a first heat exchange section 26 a thermally coupled to a heat dissipation surface of the peltier element 25, and a peltier element 2. And a second heat exchange section 26b thermally coupled to the cooling surface of the fifth section.
  • a first heat exchange section 26a thermally coupled to a heat dissipation surface of the peltier element 25
  • a peltier element 2 thermally coupled to the cooling surface of the fifth section.
  • the auxiliary manifold 24 is also the same as the main manifold, and includes a Peltier element 29 as a thermoelectric module and a third heat exchange part 30 thermally coupled to the heat dissipation surface of the Peltier element 29. Have. The cooling surface of the Peltier element 29 The ice making plates 23 are in contact and thermally bonded.
  • the first circulation path of the heat radiation system that circulates the cooling water between the first circulation pump 14a, the heat radiation heat exchanger 10 and the first heat exchange part 26a of the main manifold 11 is The configuration is as shown in FIG.
  • a first connection pipe 32a is connected between the discharge port 31 of the first circulation pump 14a and one end 27a of the first heat exchange section 26a of the main manifold 111.
  • a T-shaped joint 33a is interposed between the other end 27b of the first heat exchange part 26a of the main manifold 11 and one end of the heat exchanger 10 for heat radiation. They are connected by second and third connection pipes 32b and 32c. The remaining connection port 34 of the T-shaped joint 33a is finally closed by a cap.
  • the other end of the heat exchanger for heat dissipation 10 and the suction port 35 of the first circulation pump 14a are connected via the fourth connection pipe 32d and the T-shaped joint 33b. I have.
  • the remaining connection port 36 of the T-shaped joint 33b is finally provided with a first air reservoir 37a that can extend and contract over the solid line position and the imaginary line position as shown in FIG. .
  • the second circulation path of the heat absorbing system for circulating the cooling water between the second circulation pump 14 b, the cooling heat exchanger 20 and the second heat exchange section 26 b of the main manifold 11 is It is configured as shown in FIG.
  • a fifth connection pipe 3 2 e connects between the discharge port 38 of the second circulation pump 14 b and one end 28 a of the second heat exchange section 26 b of the main manifold 11.
  • a T-shaped joint 33c is interposed between the other end 28b of the second heat exchange part 26b of the main manifold 11 and one end of the heat exchanger 20 for cooling. They are connected by sixth and seventh connecting pipes 32 f and 32 g. The remaining connection port 39 of the T-shaped joint 33c is finally closed by a cap.
  • the other end of the cooling heat exchanger 20 and the third heat exchange section 3 of the auxiliary manifold 24 The other end of the third heat exchange part 30 of the auxiliary manifold 24 and the suction port 4 of the second circulation pump 14 b 0 is connected to the ninth connection pipe 32 i via the T-shaped joint 33 d.
  • a second air reservoir 37b similar to the first air reservoir 37a is finally attached to the remaining connection port 41 of the T-shaped joint 33d.
  • the main manifold 11 is actually covered with a heat insulating material.
  • connection tubes 32a to 32i it is preferable to use, for example, a soft tube of chlorinated butyl rubber or the like as the connection tubes 32a to 32i because the piping becomes easy.
  • the first and second circulation paths are formed, and the mixed liquid of propylene glycol and water is filled as cooling water, and the Peltier elements 25 of the main manifold 11 and the auxiliary manifold 24 are filled.
  • the Peltier element 25 The heat generated on the heat dissipation surface warms the cooling water flowing from the top to the bottom in the first heat exchange section 26a of the main manifold 11 as shown by the arrow A in FIGS. 3 and 7.
  • the heated cooling water radiates heat when passing through the radiating heat exchanger 10, and its temperature decreases, forming a radiating cycle that circulates to the first heat exchange section 26 a of the main manifold 11.
  • the airflow B1 sucked from the lower grill 15 and the heat generated on the heat dissipation surface of the Peltier element 25 are combined in the heat exchanger 10 for heat dissipation.
  • Air flow B 2 which warmed been exchanged is released from the upper portion grille 1 6 to the outside air.
  • the cooling water flows from the lower side to the upper side in the second heat exchange section 26 b of the main manifold 1 1 as shown by the arrow C in FIGS. 3 and 8, and the cooling surface of the Peltier element 29
  • the cooling water whose temperature has been lowered by cooling, exchanges heat with the circulating airflow D in the internal compartment 17 when passing through the cooling heat exchanger 20, cools the internal compartment 17 and further cools the auxiliary manifold.
  • the cooling water exchanges heat with the heat dissipation surface of the Peltier element 29 and the temperature rises, and the second heat of the main manifold 11 is raised.
  • An endothermic cycle circulating in the exchange section 26b is formed.
  • the flow of the cooling water in the first heat exchange section 26a and the second heat exchange section 26b of the main manifold 11 is made to face each other, so that the cooling water flows in parallel. Since the maximum value of the temperature difference between the heat dissipation surface and the heat absorption surface of the Peltier element 29 can be reduced as compared with the case where the Peltier element 29 flows, distortion due to heat applied to the Peltier element 29 can be reduced. Durability can be improved.
  • propylene glycol contained in the mixture used as cooling water has little toxicity to the human body even if leaked in a small amount, and is highly safe for users.
  • the mixing ratio of propylene glycol is preferably 15 to 60% in consideration of the temperature, viscosity, and the like when the mixed solution is used.
  • the temperature of the heat release cycle and the heat absorption cycle described above when the outside temperature is 30 ° C and the inside of the 17 liter capacity 60 liter is operated at 5 ° C, the temperature of the main manifold 11
  • the temperature of the cooling water at the inlet side (one end 27a) of the first heat exchange section 26a is 36 ° C, and the cooling side at the outlet side (the other end 27b) of the first heat exchange section 26a
  • the water temperature was 39 ° C.
  • the temperature of the cooling water at the inlet side (one end 28 a) of the second heat exchange section 26 b of the main manifold 11 is — 3 ° C, and the outlet side of the second heat exchange section 26 b (other The temperature of the cooling water at the end 28 b) was 0 ° C, and the temperature of the cooling water at the outlet side of the third heat exchange section 30 of the auxiliary manifold 24 was +2 ° C.
  • the surface of the ice making plate 23 reached 110 ° C., and ice making was possible.
  • thermoelectric module type electric refrigerator of the present invention the locations of the first and second circulation pumps 14a and 14b are properly adjusted. And the first and second air reservoirs 37a and 37b are provided. It is configured such that bubbles do not circulate in the heat release cycle and the heat absorption cycle.
  • the first circulating pump 14a provided in the heat-dissipation cycle is used for the first heat exchange between the heat-dissipating heat exchanger 10 and the main manifold 11. It is located above section 26a.
  • Bubbles mixed in the heat dissipation cycle collect near the suction port 35 of the first circulation pump 14a arranged at the top of the heat dissipation cycle, and are sucked during the operation of the first circulation pump 14a ⁇ .
  • the amount of bubbles decreases.
  • the first air reservoir 37a during operation of the first circulation pump 14a is in a contracted state as shown by a solid line in FIG.
  • Reference numeral 42 denotes the liquid level of the cooling water inside the first air reservoir 37a.
  • the first air reservoir 37 a extends toward the position indicated by the phantom line in FIG. 9 and rises from the suction port 35. Bubbles are actively collected in the first air reservoir 37a.
  • the second circulation pump 14 b provided in the heat absorption cycle is connected to the cooling heat exchanger 20 and the second heat exchange section 26 b of the main manifold 11.
  • the auxiliary manifold 24 is disposed closer to the heat exchanger than the third heat exchanger 30.
  • the air bubbles mixed in the heat absorption cycle gather near the suction port 40 of the second circulation pump 14b arranged above, gather at the center of the pump impeller, and circulate through the heat absorption cycle. The amount of bubbles decreases.
  • the second circulation pump 1 4 b is stopped, the second air reservoir 3 7 b Similarly to the first air reservoir 37a, the second air reservoir 3 extends toward the position indicated by the phantom line in FIG. Recovered at 7b.
  • the first and second air reservoirs 37a and 37b also function to adjust the pressure in the pipes during the heat release cycle and the heat absorption cycle. If the pressure in the pipe rises significantly, liquid leakage is likely to occur at the connection points of the piping in the circulation path.
  • the first and second circulation pumps 14a, 1 During the operation of 4b, the first and second air reservoirs 37a and 37b expand and contract according to the pressure in the pipe, and act to prevent the pressure in the pipe from increasing significantly.
  • thermoelectric module type electric refrigerator of the present invention an auxiliary manifold 24 is provided in the interior 17 separately from the main manifold 11, and the heat radiating surface of the auxiliary manifold 24 is used for cooling water of the heat absorption cycle. Since it was configured to exchange heat with ice, the ice making plate 23 was sufficiently cooled.
  • FIG. 10 shows details in the vicinity of the auxiliary manifold 24 and the ice making plate 23.
  • a concave portion 44 is formed on the upper surface of the aluminum ice making plate 23 so as to store an ice tray 43 or waste water generated when a defrosting operation is performed.
  • 4 5 is a heat insulating material.
  • the thermoelectric module type electric refrigerator of the present invention is configured as follows in order to reduce the dew condensation water as much as possible.
  • the second circulating pump 14b is disposed in the refrigerator to eliminate the condensation that occurs on the surface of the second circulating pump 14b.
  • the heat exchange material 8 is pierced through the heat insulating material 8 at the penetration points 4 6 shown in FIGS. 1 and 3 and drawn out of the refrigerator, and the second heat exchange of the main manifold 11 is performed.
  • Most of the fifth connecting pipe 32 e is installed in a refrigerator at 5 ° C, and the occurrence of dew condensation is extremely low.
  • FIGS. 11 to 12 show the second embodiment.
  • the second embodiment differs from the first embodiment only in that warm cooling water circulating in the heat radiation cycle of the first embodiment is used to prevent dew condensation on the refrigerator body.
  • a dew-prevention pipe 47 is interposed in series at a position in front of the heat-dissipating heat exchanger 10.
  • Fig. 11 shows the thermoelectric module type electric refrigerator with the front door 4 removed, and the dew condensation prevention pipe 47 is arranged along the contact part 48 with the front door 4 on the refrigerator body 1 side. This contact section 48 is heated to reduce condensation.
  • the dew condensation prevention pipe 47 is shown in phantom lines in FIGS.
  • the first and second air reservoirs 37a and 37b are provided at the suction ports of the first and second circulation pumps 14a and 14b.
  • An effect can also be expected when provided at the discharge ports of the first and second circulation pumps 14a and 14b.
  • the first and second air reservoirs 37a and 37b provided at the discharge ports of the circulating pumps 14a and 14b can be recovered to reduce circulating air bubbles and improve thermal efficiency. Furthermore, the suction of the first and second circulation pumps 14a and 14b is performed.
  • both the inlet and outlet of the first and second circulation pumps 14a and 14b are provided. It is clear that it is effective to provide the first and second air reservoirs 37a and 37b in the airbag.
  • the auxiliary manifold 24 was provided so that ice could be made.However, in the case of a thermoelectric modular electric refrigerator that does not require an ice making function, it passed through the heat exchanger for cooling in the heat absorption cycle. Cooling water is connected directly to the suction side of the second circulation pump.
  • the Peltier element as the thermoelectric module is adopted in the electric refrigerator, and the cooling water is passed through the first heat exchange section and the second heat exchange section. Not only can it be employed in a thermoelectric cooling system, but also cooling water can be passed through one of the first heat exchange section and the second heat exchange section.
  • the air reservoir is provided on at least one of the suction side and the discharge side of the circulation pump, the air bubbles flowing through the circulation path are collected in the air chamber, and the air bubbles in the circulation path are efficiently removed. Can be removed.

Description

明 細 書 熱電冷却システム
技術分野
本発明は、 ペルチエ素子を使用して庫内を冷却する熱電モジュール式電 気冷蔵庫等の熱電冷却システムに関するものである。
背景技術
冷凍システムにペルチ 素子を使用した技術は、 特表平 6— 5 0 4 3 6 1号公報に開示されている。 この技術は、 ペルチェ素子の放熱面と冷却面 のそれぞれに、 冷却水を強制循環させる冷却水経路を熱結合し、 ペルチ 素子の冷却面に熱結合した冷却水経路に介装した熱交換器での冷却によつ て目的物を冷却し、 あるいはペルチェ素子の放熱面に熱結合した冷却水経 路に介装した熱交換器での放熱によって目的物を暖めるものである。
しかしながら、 上記の技術を利用して電気冷蔵庫を実現するためには、 熱効率の更なる向上が必要であって、 上記の冷却水経路に如何に気泡を入 れることなく冷却水を充填して運転するかが問題となる。
また、 冷蔵庫本体の庫内の中でも製氷室と食品などを収納する食品貯蔵 室とを効率良く冷却することが要求されている。
また、 冷却水経路の配管の外側に発生する結露水の低減が要求されてい る。
本発明は、 従来技術の有するこのような問題点に鑑みてなされたもので あり、 冷却水経路を循環する気泡を低減できる構造の熱電冷却システムを 提供することを目的としている。 本発明の別の目的は、 冷却水経路の配管の外側に発生する結露水を低減 できる構造の熱電冷却システムを提供することである。
本発明のさらに別の目的は、 配管が容易で、 熱効率の向上した安全性の 高い熱電冷却システムを提供することである。 発明の開示
上記した目的を達成するため、 本発明の熱電冷却システムは、 熱電モジュ ールの放熱面に熱結合した第 1の熱交換部と前記熱電モジュールの冷却面 に熱結合した第 2の熱交換部を設け、 循環ポンプと放熱用熱交換器と前記 第 1の熱交換部との循環経路の内部に液体を充填して放熱系を形成し、 前 記循環ポンプの吸入側及び吐出側の少なくとも一方に空気溜り部を設けた ことを特徴とする。
好ましくは、 前記循環ポンプは前記放熱用熱交換器と前記第 1の熱交換 部よりも上部に配設される。
本発明の別の形態の熱電冷却システムは、 熱電モジュールの放熱面に熱 結合した第 1の熱交換部と前記の熱電モジユールの冷却面に熱結合した第 2の熱交換部を設け、 循環ポンプと冷却用熱交換器と前記第 2の熱交換部 との循環経路の内部に液体を充填して吸熱系を形成し、 前記循環ポンプの 吸入側及び吐出側の少なくとも一方に空気溜り部を設けたことを特徴とす る。
好ましくは、 前記循環ポンプは前記冷却用熱交換器と前記第 2の熱交換 部よりも上部に配設される。
本発明のさらに別の形態の熱電冷却システムは、 熱電モジュールの放熱 面に熱結合した第 1の熱交換部と前記の熱電モジュールの冷却面に熱結合 した第 2の熱交換部を有するマ二ホールドを設け、 第 1の循環ポンプと放 熱用熱交換器と前記マ二ホールドの第 1の熱交換部との第 1の循環経路の 内部に液体を充填して放熱系を形成し、 第 2の循環ポンプと冷却用熱交換 器と前記マ二ホールドの第 2の熱交換部との第 2の循環経路の内部に液体 を充填して吸熱系を形成し、 前記第 1及び第 2の循環ポンプの吸入側及び 吐出側の少なくとも一方に空気溜り部を設けたことを特徴とする。
本発明のさらに別の形態の熱電冷却システムは、 第 1の熱電モジュール の放熱面に熱結合した第 1の熱交換部と前記第 1の熱電モジユールの冷却 面に熱結合した第 2の熱交換部を有する主マ二ホールドを設け、 第 2の熱 電モジュールの放熱面に熱結合した第 3の熱交換部を有する補助マ二ホー ノレドを設け、 第 1の循環ポンプと放熱用熱交換器と前記主マ二ホールドの 第 1の熱交換部との第 1の循環経路の内部に液体を充填して放熱系を形成 し、 第 2の循環ポンプと冷却用熱交換器と前記補助マ二ホールドの第 3の 熱交換部と前記主マ二ホールドの第 2の熱交換部との第 2の循環経路の内 部に液体を充填して吸熱系を形成し、 前記第 1及び第 2の循環ポンプの吸 入側及び吐出側の少なくとも一方に空気溜り部を設けたことを特徴とする。 好ましくは、 前記第 1の循環ポンプは前記放熱用熱交換器と前記第 1の 熱交換部よりも上部に配設される一方、 前記第 2の循環ポンプは前記冷却 用熱交換器と前記第 2の熱交換部よりも上部に配設される。
上記構成により、 循環経路を流れる気泡は空気溜り部に回収されるので、 循環経路内の気泡を効率的に除去することができる。
また、 本発明の熱電冷却システムを電気冷蔵庫に採用するとともに、 前 記第 2の循環ポンプを冷蔵庫本体の庫内に配設し、 前記マ二ホールドを冷 蔵庫本体の庫外に配設し、 前記第 2の循環ポンプの吐出側の配管を冷蔵庫 本体の庫内を経由して前記マ二ホールドの近傍位置で冷蔵庫本体の庫外に 引き出すようにすると、 配管のほとんどを庫内に設けることができ庫外の 温かい空気に接触しないので、 結露を低減できる。
さらに、 前記第 1の熱交換部内部の液体と前記第 2の熱交換部内部の液 体を対向して流すようにすると熱効率が向上する。
また、 上記循環経路に使用した接続管を軟質管とすることにより配管が 容易になる。
また、 前記液体としてプロピレングリコールと水との混合液を使用する と、 液体が漏れた場合でも、 少量であればほとんど毒性がなくユーザにとつ て極めて安全である。 図面の簡単な説明
図 1は、 本発明の実施の形態 1にかかる熱電冷却システムを採用した熱 電モジュ一ル式電気冷蔵庫の縦断面図である。
図 2は、 図 1の電気冷蔵庫の斜視図である。
図 3は、 図 1の電気冷蔵庫の一部切り欠き背面図である。
図 4は、 図 1の電気冷蔵庫の本体上部の水平断面図である。
図 5は、 図 1の電気冷蔵庫に設けられた放熱用熱交換器と循環ポンプの 斜視図である。
図 6は、 図 1の電気冷蔵庫の放熱サイクルと吸熱サイクルの配管系統図 である。
図 7は、 放熱サイクルの構成部材の斜視図である。
図 8は、 吸熱サイクルの構成部材の斜視図である。
図 9は、 循環ポンプに取り付けられた空気溜り部の取り付け状態を示す 側面図である。
図 1 0は、 図 1の電気冷蔵庫の製氷部分の縦断面図である。
図 1 1は、 本発明の実施の形態 2にかかる熱電冷却システムを採用した 熱電モジユール式電気冷蔵庫の前扉を取り外した状態の斜視図である。 図 1 2は、 実施の形態 2の放熱サイクルと吸熱サイクルの配管系統図で める。 発明を実施するための最良の形態
以下、 本発明の熱電冷却システムについて、 熱電モジュール式電気冷蔵 庫を例に取り説明する。
(実施の形態 1 )
図 1〜図 1 0は実施の形態 1を示す。
図 1と図 2に示すように、 熱電モジュール式電気冷蔵庫の筐体は冷蔵庫 本体 1とこの冷蔵庫本体の前面開口部 2を開閉するように軸 3で枢支され た前扉 4とで構成されている。 冷蔵庫本体 1の背面の開口部を閉塞する背 面板 5の内側にこの背面板 5とは間隔をおいて冷蔵庫本体 1に取り付けら れた隔壁 6と、 冷蔵庫本体 1の内部に取り付けられた庫内成形体 7との間 には、 断熱材 8が充填されている。
背面板 5と隔壁 6の間に形成された庫外室 9には、 図 1と図 3 , 図 4に 示すように、 庫外室 9の下部に放熱用熱交換器 1 0と後述の主マ二ホール ド 1 1とが配置されている。 放熱用熱交換器 1 0の上部には図 5に示すよ うなフード 1 2を介してファンモータ 1 3 a , 1 3 bが取り付けられてい る。 ファンモータ 1 3 a， 1 3 bの間でフード 1 2の上面には第 1の循環 ポンプ 1 4 aが取り付けられている。
庫外室 9の底部には吸込口 1 5 aが形成された下部グリル 1 5が取り付 けられ、 庫外室 9の上部の開口部には吐出口 1 6 aが形成された上部グリ ル 1 6が取り付けられている。 ファンモータ 1 3 a , 1 3 bの運転によつ て下部グリル 1 5の吸込口 1 5 aから庫外室 9に吸い込まれた空気は、 放 熱用熱交換器 1 0のフィンの間を通過して上部グリル 1 6の吐出口 1 6 a から外部へ放出される。
庫内成形体 7の内側に形成される庫内 1 7で庫内成形体 7に取り付けら れた隔壁 1 8との間の庫内メカ室 1 9には、 冷却用熱交換器 2 0と、 この 冷却用熱交換器 2 0よりも上方位置に第 2の循環ポンプ 1 4 bが取り付け られている。 隔壁 1 8の上部にはファンモータ 1 3 cが取り付けられ、 隔 壁 1 8の下部には吸込口 2 1が穿設されている。 庫内 1 7の空気は、 ファ ンモータ 1 3 cの運転によって隔壁 1 8の吸込口 2 1から庫内メカ室 1 9 に吸い込まれ、 冷却用熱交換器 2 0のフィン 2 0 aの間を通過してファン モータ 1 3 cから庫内 1 7に吐出されて循環する。
庫内 1 7の上部の一部には、 図 1と図 4に示すように製氷室 2 2が設け られており、 製氷プレート 2 3の背面には後述の補助マ二ホールド 2 4が 取り付けられている。
前記の主マ二ホールド 1 1は、 図 6に示すように熱電モジュールとして のベルチ 素子 2 5とこのペルチ 素子 2 5の放熱面に熱結合した第 1の 熱交換部 2 6 aとペルチェ素子 2 5の冷却面に熱結合した第 2の熱交換部 2 6 bとを有している。 第 1の熱交換部 2 6 aの一端.2 7 aから冷却水を 送り込むとペルチ 素子 2 5の放熱面の熱を吸熱して温度上昇した冷却水 が第 1の熱交換部 2 6 aの他端 2 7 bから流れ出る。 第 2の熱交換部 2 6 bの一端 2 8 aから冷却水を送り込むとペルチ 素子 2 5の冷却面に熱を 放熱して温度低下した冷却水が第 2の熱交換部 2 6 bの他端 2 8 bから流 れ出るように構成されている。
前記の補助マ二ホールド 2 4も主マ二ホールドと同様で、 熱電モジユー ルとしてのペルチェ素子 2 9とこのペルチェ素子 2 9の放熱面に熱結合し た第 3の熱交換部 3 0とを有している。 ペルチェ素子 2 9の冷却面に前記 の製氷プレート 2 3が当接して熱結合している。
第 1の循環ポンプ 1 4 aと放熱用熱交換器 1 0と主マ二ホールド 1 1の 第 1の熱交換部 2 6 aの間に冷却水を循環させる放熱系の第 1の循環経路 は、 図 7に示すように構成されている。
第 1の循環ポンプ 1 4 aの吐出口 3 1と主マ二ホールド 1 1の第 1の熱 交換部 2 6 aの一端 2 7 aとの間が第 1の接続管 3 2 aで接続され、 主マ 二ホールド 1 1の第 1の熱交換部 2 6 aの他端 2 7 bと放熱用熱交換器 1 0の一端との間が、 中間に T形継手 3 3 aを介装した第 2 , 第 3の接続管 3 2 b , 3 2 cで接続されている。 T形継手 3 3 aの残りの接続口 3 4は 最終的にはキャップで閉塞されている。
放熱用熱交換器 1 0の他端と第 1の循環ポンプ 1 4 aの吸込口 3 5との 間が、 第 4の接続管 3 2 dと T形継手 3 3 bを介して接続されている。 T 形継手 3 3 bの残りの接続口 3 6は最終的には、 図 9に示すように実線位 置と仮想線位置にわたって伸縮自在の第 1の空気溜り部 3 7 aが取り付け られている。
第 2の循環ポンプ 1 4 bと冷却用熱交換器 2 0と主マ二ホールド 1 1の 第 2の熱交換部 2 6 bの間に冷却水を循環させる吸熱系の第 2の循環経路 は、 図 8に示すように構成されている。
第 2の循環ポンプ 1 4 bの吐出口 3 8と主マ二ホールド 1 1の第 2の熱 交換部 2 6 bの一端 2 8 aとの間が第 5の接続管 3 2 eで接続され、 主マ 二ホールド 1 1の第 2の熱交換部 2 6 bの他端 2 8 bと冷却用熱交換器 2 0の一端との間が、 中間に T形継手 3 3 cを介装した第 6 , 第 7の接続管 3 2 f , 3 2 gで接続されている。 T形継手 3 3 cの残りの接続口 3 9は 最終的にはキヤップで閉塞されている。
冷却用熱交換器 2 0の他端と補助マ二ホールド 2 4の第 3の熱交換部 3 0の一端との間が第 8の接続管 3 2 hで接続され、 補助マ二ホールド 2 4 の第 3の熱交換部 3 0の他端と第 2の循環ポンプ 1 4 bの吸込口 4 0との 間が、 第 9の接続管 3 2 iと T形継手 3 3 dを介して接続されている。 T 形継手 3 3 dの残りの接続口 4 1には、 最終的には前記の第 1の空気溜り 部 3 7 aと同様の第 2の空気溜り部 3 7 bが取り付けられている。
なお、 図示されていないが、 主マ二ホールド 1 1は実際には断熱材で覆 われている。
また、 接続管 3 2 a〜3 2 i として、 例えば塩素化ブチルゴム等の軟質 管を使用すると配管が容易となるので好ましい。
このように第 1 , 第 2の循環経路を構成して、 プロピレングリコールと 水との混合液を冷却水として充填し、 主マ二ホールド 1 1と補助マ二ホー ノレド 2 4のペルチ 素子 2 5 , 2 9に通電するとともに、 第 1， 第 2の循 環ポンプ 1 4 a , 1 4 bを運転し、 ファンモータ 1 3 a , 1 3 b , 1 3 c を運転すると、 ペルチェ素子 2 5の放熱面で発生した熱により、 主マニホ 一ルド 1 1の第 1の熱交換部 2 6 aを図 3と図 7に矢印 Aで示すように上 側から下側に向けて流れる冷却水が温められ、 温まった冷却水は放熱用熱 交換器 1 0を通過する際に放熱して温度が低下し、 主マニホ一ルド 1 1の 第 1の熱交換部 2 6 aに循環する放熱サイクルが形成され、 下部グリル 1 5から吸い込まれた空気流 B 1とペルチェ素子 2 5の放熱面で発生した熱 とが、 放熱用熱交換器 1 0において熱交換されて温まった空気流 B 2が上 部グリル 1 6から外気に放出される。
主マ二ホールド 1 1の第 2の熱交換部 2 6 bを図 3と図 8に矢印 Cで示 すように下側から上側に向けて冷却水が流れ、 ペルチェ素子 2 9の冷却面 で冷却されて温度低下した冷却水は、 冷却用熱交換器 2 0を通過する際に 庫内 1 7の循環空気流 Dと熱交換して庫内 1 7を冷却し、 さらに補助マ二 ホールド 2 4の第 3の熱交換部 3 0を通過する際に冷却水は、 ペルチェ素 子 2 9の放熱面と熱交換して温度が上昇して主マ二ホールド 1 1の第 2の 熱交換部 2 6 bに循環する吸熱サイクルが形成される。
ここで、 主マ二ホールド 1 1の第 1の熱交換部 2 6 aと第 2の熱交換部 2 6 bにおける冷却水の流れ方向を対向するように流すことにより、 冷却 水の流れを並行して流す場合に比べてペルチュ素子 2 9の放熱面と吸熱面 との温度差の最大値を小さくすることができ、 ペルチュ素子 2 9への熱に よる歪みを小さくできるので、 ペルチエ素子 2 9の耐久性を向上させるこ とができる。
また、 冷却水として使用する混合液に含まれるプロピレングリコールは、 少量であれば漏れても人体に対してほとんど毒性がなく、 ユーザにとって 安全性が高い。 また、 プロピレングリコールの混合率は、 混合液の使用時 の温度及び粘度等を考慮すると 1 5〜6 0 %が好ましい。
上述の放熱サイクルと吸熱サイクルの温度は、 外気温が 3 0 °Cで容量 6 0リッ トルの庫内 1 7を 5 °Cになるように運転した場合には、 主マニホ一 ルド 1 1の第 1の熱交換部 2 6 aの入口側 （一端 2 7 a ) の冷却水の温度 が 3 6 °C， 第 1の熱交換部 2 6 aの出口側 （他端 2 7 b ) の冷却水の温度 が 3 9 °Cであった。 主マ二ホールド 1 1の第 2の熱交換部 2 6 bの入口側 (一端 2 8 a ) の冷却水の温度が— 3 °C， 第 2の熱交換部 2 6 bの出口側 (他端 2 8 b ) の冷却水の温度が 0 °C， 補助マ二ホールド 2 4の第 3の熱 交換部 3 0の出口側の冷却水の温度が + 2 °Cであった。 このとき、 製氷プ レート 2 3の表面は一 1 0 °Cになり、 製氷が可能であった。
さらに、 上記のように良好な効率を実現するために、 本発明の熱電モジュ ール式電気冷蔵庫では、 第 1， 第 2の循環ポンプ 1 4 a , 1 4 bの配設塲 所を適正に選択すると共に第 1， 第 2の空気溜り部 3 7 a , 3 7 bを設け、 放熱サイクルと吸熱サイクルを気泡が循環しないように構成されている。 具体的には、 放熱サイクルに設けられた第 1の循環ポンプ 1 4 aは、 図 3および図 7に示すように放熱用熱交換器 1 0と主マ二ホールド 1 1の第 1の熱交換部 2 6 aよりも上部に配設されている。 放熱サイクルに混入し た気泡は放熱サイクルの上部に配設された第 1の循環ポンプ 1 4 aの吸入 口 3 5の付近に集まり、 第 1の循環ポンプ 1 4 aの運転中には吸入□ 3 5 から吸い込まれて第 1の循環ポンプ 1 4 aの内部のポンプィンペラの中央 に集まり、 第 1の循環ポンプ 1 4 aの吐出口 3 1から放出される気泡が減 少して放熱サイクルを循環する気泡量が減少する。 なお、 第 1の循環ボン プ 1 4 aの運転中の第 1の空気溜り部 3 7 aは図 9に実線で示すように縮 んだ状態にある。
第 1の循環ポンプ 1 4 aを停止すると、 第 1の循環ポンプ 1 4 aの内部 のポンプィンペラの中央に集まっていた気泡が吸入口 3 5から第 1の空気 溜り部 3 7 aに上昇して回収される。 4 2は第 1の空気溜り部 3 7 aの内 部の冷却水の液面を表している。
さらに、 第 1の循環ポンプ 1 4 aを停止した際には、 第 1の空気溜り部 3 7 aは図 9に仮想線で示した位置に向かって伸び、 吸入口 3 5から上昇 してくる気泡が積極的に第 1の空気溜り部 3 7 aに回収される。
吸熱サイクルに設けられた第 2の循環ポンプ 1 4 bは、 図 3および図 8 に示すように冷却用熱交換器 2 0と主マ二ホールド 1 1の第 2の熱交換部 2 6 bと補助マ二ホールド 2 4の第 3の熱交換部 3 0よりもヒ部に配設さ れている。 吸熱サイクルに混入した気泡は放熱サイクルの場合と同様に、 上部に配設された第 2の循環ポンプ 1 4 bの吸入口 4 0の付近に集まり、 ポンプィンペラの中央に集まり、 吸熱サイクルを循環する気泡量が減少す る。 第 2の循環ポンプ 1 4 bを停止した際には、 第 2の空気溜り部 3 7 b は第 1の空気溜り部 3 7 aと同様に、 図 9に仮想線で示した位置に向かつ て伸び、 吸入口 4 0から上昇してくる気泡が積極的に第 2の空気溜り部 3 7 bに回収される。
また、 第 1 , 第 2の空気溜り部 3 7 a , 3 7 bは、 放熱サイクルと吸熱 サイクルの管内圧力の調整の作用も果たしている。 管内圧力が大きく上昇 した場合には、 循環経路の配管の接続個所などで液漏れが発生し易いが、 本発明の熱電モジュール式電気冷蔵庫では、 第 1， 第 2の循環ポンプ 1 4 a , 1 4 bの運転中に第 1， 第 2の空気溜り部 3 7 a , 3 7 bが管内圧力 に応じて伸縮し、 管内圧力が大きく上昇しないように作用している。
また、 本発明の熱電モジュール式電気冷蔵庫では、 主マ二ホールド 1 1 とは別に庫内 1 7に補助マ二ホールド 2 4を設け、 補助マ二ホールド 2 4 の放熱面を吸熱サイクルの冷却水と熱交換するように構成したため、 製氷 プレート 2 3を十分に冷却できた。 図 1 0は補助マ二ホールド 2 4と製氷 プレート 2 3の付近の詳細を示している。 アルミニューム製の製氷プレー ト 2 3の上面は製氷皿 4 3を載置したり、 霜取り運転した場合に発生する 廃水を溜めるように凹部 4 4が形成されている。 4 5は断熱材である。 また、 本発明の熱電モジュール式電気冷蔵庫では、 結露水をできるだけ 低減するために次のように構成されている。
吸熱サイクルの第 2の循環ポンプ 1 4 bには + 2 °Cの冷却水が通過する ため、 庫外に第 2の循環ポンプ 1 4 bを配置した場合には結露が発生する。 そのため、 第 2の循環ポンプ 1 4 bは庫内に配設して第 2の循環ポンプ 1 4 bの表面で発生する結露を無く している。 さらに、 第 2の循環ポンプ 1 4 bの吐出口 3 8と庫外に配設された主マ二ホールド 1 1の第 2の熱交換 部 2 6 bとを接続する第 5の接続管 3 2 eの引き回しについても、 実際に は庫内メカ室 1 9の内部で冷却用熱交換器 2 0の側方を通過して下方に延 長され、 主マ二ホールド 1 1の近傍位置で図 1と図 3に示す貫通個所 4 6 で断熱材 8を貫通して庫外に引き出して主マ二ホールド 1 1の第 2の熱交 換部 2 6 bに接続されており、 第 5の接続管 3 2 eのほとんどが 5 °Cであ る庫内に配設されていて結露の発生が著しく少ない。
(実施の形態 2 )
図 1 1〜図 1 2は実施の形態 2を示す。
なお、 実施の形態 1と同様の作用をなすものには同一の符号を付けて説 明する。
実施の形態 2は実施の形態 1の放熱サイクルを循環している温かい冷却 水を冷蔵庫本体の結露防止に使用している点だけが実施の形態 1と異なつ ている。
具体的には、 図 1 2に示すように放熱用熱交換器 1 0の手前位置に結露 防止配管 4 7が直列に介装されている。 図 1 1は熱電モジュール式電気冷 蔵庫の前扉 4を取り外した状態を示しており、 結露防止配管 4 7は冷蔵庫 本体 1の側で前扉 4との当接部 4 8に沿って配設されており、 この当接部 4 8を温めて結露を低減している。 なお、 結露防止配管 4 7を図 1と図 4 に仮想線で示す。
上記の各実施の形態では、 第 1， 第 2の空気溜り部 3 7 a， 3 7 bは、 第 1 , 第 2の循環ポンプ 1 4 a , 1 4 bの吸入口に設けたが、 第 1， 第 2 の循環ポンプ 1 4 a， 1 4 bの吐出口に設けた場合にも効果を期待できる。 この場合には、 運転中にポンプィンペラの中央部に集まっている気泡の一 部が砕けて細かな気泡が冷却水に伴われて流れ出しても、 この細かな気泡 の一部を第 1， 第 2の循環ポンプ 1 4 a， 1 4 bの吐出口に設けた第 1 , 第 2の空気溜り部 3 7 a , 3 7 bに回収して、 循環する気泡を低減して熱 効率を改善できる。 さらに、 第 1， 第 2の循環ポンプ 1 4 a , 1 4 bの吸 入口または吐出口に第 1， 第 2の空気溜り部 3 7 a， 3 7 bを設けるだけ でなく、 第 1， 第 2の循環ポンプ 1 4 a , 1 4 bの吸入口と吐出口の両方 に第 1， 第 2の空気溜り部 3 7 a , 3 7 bを設けることが効果的であるこ とは明らかである。
上記の各実施の形態では、 冷却水としてプロピレングリコールと水との 混合液を使用したが、 その他の各種のものが使用でき、 放熱サイクルと吸 熱サイクルとで冷却水の成分を変えて熱効率の一層の向上を実現すること もできる。
上記の実施の形態 1では補助マ二ホールド 2 4を設けて製氷できるよう に構成したが、 製氷機能が不要な熱電モジュール式電気冷蔵庫の場合には、 吸熱サイクルの冷却用熱交換器を通過した冷却水が直接に第 2の循環ポン プの吸入側に接続される。
また、 上記実施の形態において、 熱電モジュールとしてのペルチヱ素子 を電気冷蔵庫に採用し、 第 1の熱交換部と第 2の熱交換部に冷却水を通水 する構成としたが、 電気冷蔵庫以外の熱電冷却システムにも採用できるば かりでなく、 冷却水を第 1の熱交換部と第 2の熱交換部のいずれか一方に 通水することもできる。
以上のように本発明によると、 循環ポンプの吸入側及び吐出側の少なく とも一方に空気溜り部を設けたので、 循環経路を流れる気泡が空気溜り部 に回収され、 循環経路内の気泡を効率的に除去することができる。
また、 循環ポンプの位置を、 放熱用あるいは冷却用熱交換器や第 1ある いは第 2の熱交換部よりも上部に配設したので、 循環経路に紛れ込んだ気 泡を循環ポンプに集めることができ、 循環経路を循環する気泡を低減して 熱効率の向上を実現できる。

Claims

請 求 の 範 囲
1. 熱電モジユールの放熱面に熱結合した第 1の熱交換部と前記熱電モジュ ールの冷却面に熱結合した第 2の熱交換部を設け、 循環ポンプと放熱用熱 交換器と前記第 1の熱交換部との循環経路の内部に液体を充填して放熱系 を形成し、 前記循環ポンプの吸入側及び吐出側の少なくとも一方に空気溜 り部を設けた熱電冷却システム。
2. 前記循環ポンプを前記放熱用熱交換器と前記第 1の熱交換部よりも上 部に配設した請求項 1に記載の熱電冷却システム。
3. 熱電モジユールの放熱面に熱結合した第 1の熱交換部と前記の熱電モ ジュールの冷却面に熱結合した第 2の熱交換部を設け、 循環ポンプと冷却 用熱交換器と前記第 2の熱交換部との循環経路の内部に液体を充填して吸 熱系を形成し、 前記循環ポンプの吸入側及び吐出側の少なくとも一方に空 気溜り部を設けた熱電冷却システム。
4. 前記循環ポンプを前記冷却用熱交換器と前記第 2の熱交換部よりも上 部に配設した請求項 3に記載の熱電冷却システム。
5. 熱電モジュールの放熱面に熱結合した第 1の熱交換部と前記の熱電モ ジュールの冷却面に熱結合した第 2の熱交換部を有するマ二ホールドを設 け、 第 1の循環ポンプと放熱用熱交換器と前記マ二ホールドの第 1の熱交 換部との第 1の循環経路の内部に液体を充填して放熱系を形成し、 第 2の 循環ポンプと冷却用熱交換器と前記マ二ホールドの第 2の熱交換部との第 2の循環経路の内部に液体を充填して吸熱系を形成し、 前記第 1及び第 2 の循環ポンプの吸入側及び吐出側の少なくとも一方に空気溜り部を設けた 熱電冷却システム。
6. 第 1の熱電モジユールの放熱面に熱結合した第 1の熱交換部と前記第 1の熱電モジュールの冷却面に熱結合した第 2の熱交換部を有する主マ二 ホールドを設け、 第 2の熱電モジュールの放熱面に熱結合した第 3の熱交 換部を有する補助マ二ホールドを設け、 第 1の循環ポンプと放熱用熱交換 器と前記主マ二ホールドの第 1の熱交換部との第 1の循環経路の内部に液 体を充填して放熱系を形成し、 第 2の循環ポンプと冷却用熱交換器と前記 補助マ二ホールドの第 3の熱交換部と前記主マ二ホールドの第 2の熱交換 部との第 2の循環経路の内部に液体を充填して吸熱系を形成し、 前記第 1 及び第 2の循環ポンプの吸入側及び吐出側の少なくとも一方に空気溜り部 を設けた熱電冷却システム。
7. 前記第 1の循環ポンプを前記放熱用熱交換器と前記第 1の熱交換部よ りも上部に配設する一方、 前記第 2の循環ポンプを前記冷却用熱交換器と 前記第 2の熱交換部よりも上部に配設した請求項 5あるいは 6に記載の熱 電冷却システム。
8. 前記第 2の循環ポンプを冷蔵庫本体の庫内に配設し、 前記マ二ホール ドを冷蔵庫本体の庫外に配設し、 前記第 2の循環ポンプの吐出側の配管を 冷蔵庫本体の庫内を経由して前記マ二ホールドの近傍位置で冷蔵庫本体の 庫外に引き出した請求項 5乃至 7のいずれか 1項に記載の熱電冷却システ ム。
9. 前記第 1の熱交換部内部の液体と前記第 2の熱交換部内部の液体を対 向するように流すようにした請求項 5乃至 8のいずれか 1項に記載の熱電 冷却システム。
1 0. 上記循環経路に使用した接続管を軟質管とした請求項 1乃至 9のい ずれか 1項に記載の熱電冷却システム。
1 1 . 前記液体としてプロピレングリコールと水との混合液を使用した請 求項 1乃至 1 0のいずれか 1項に記載の熱電冷却システム。
PCT/JP1997/004062 1996-11-08 1997-11-07 Systeme de refroidissement thermoelectrique WO1998021531A1 (fr)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
AU48857/97A AU715129B2 (en) 1996-11-08 1997-11-07 Thermoelectric cooling system
US09/297,683 US6293107B1 (en) 1996-11-08 1997-11-07 Thermoelectric cooling system
EP97911484A EP0949463A4 (en) 1996-11-08 1997-11-07 THERMOELECTRIC COOLING SYSTEM

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP8/296269 1996-11-08
JP29626996 1996-11-08

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO1998021531A1 true WO1998021531A1 (fr) 1998-05-22

Family

ID=17831393

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP1997/004062 WO1998021531A1 (fr) 1996-11-08 1997-11-07 Systeme de refroidissement thermoelectrique

Country Status (8)

Country Link
US (1) US6293107B1 (ja)
EP (1) EP0949463A4 (ja)
KR (1) KR100331206B1 (ja)
CN (1) CN1111697C (ja)
AU (1) AU715129B2 (ja)
MY (1) MY126371A (ja)
TW (1) TW364942B (ja)
WO (1) WO1998021531A1 (ja)

Families Citing this family (67)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6672076B2 (en) 2001-02-09 2004-01-06 Bsst Llc Efficiency thermoelectrics utilizing convective heat flow
US7946120B2 (en) 2001-02-09 2011-05-24 Bsst, Llc High capacity thermoelectric temperature control system
US6637210B2 (en) * 2001-02-09 2003-10-28 Bsst Llc Thermoelectric transient cooling and heating systems
US7942010B2 (en) 2001-02-09 2011-05-17 Bsst, Llc Thermoelectric power generating systems utilizing segmented thermoelectric elements
WO2003014634A1 (en) 2001-08-07 2003-02-20 Bsst Llc Thermoelectric personal environment appliance
NL1018909C2 (nl) * 2001-09-07 2003-03-17 Paques Water Systems B V Driefasenscheider en inrichting voor biologische zuivering van afvalwater.
US6941761B2 (en) * 2003-06-09 2005-09-13 Tecumseh Products Company Thermoelectric heat lifting application
US7174720B2 (en) * 2003-07-07 2007-02-13 Kennedy Brian C Cooker utilizing a peltier device
CN100381761C (zh) * 2003-09-17 2008-04-16 曹爱国 户式电子中央冷气系统
US7380586B2 (en) 2004-05-10 2008-06-03 Bsst Llc Climate control system for hybrid vehicles using thermoelectric devices
US20070252499A1 (en) * 2004-10-18 2007-11-01 Leica Microsystems Cms Gmbh Scanning microscope
CN101052931A (zh) * 2004-11-02 2007-10-10 皇家飞利浦电子股份有限公司 温度控制系统和方法
JP2008525099A (ja) * 2004-12-22 2008-07-17 デーウー・エレクトロニクス・コーポレイション 育児用多機能保管庫
FR2879728B1 (fr) * 2004-12-22 2007-06-01 Acome Soc Coop Production Module de chauffage et de rafraichissement autonome
US7743614B2 (en) 2005-04-08 2010-06-29 Bsst Llc Thermoelectric-based heating and cooling system
US20070283702A1 (en) * 2005-05-06 2007-12-13 Strnad Richard J Dual heat to cooling converter
DE102005021590A1 (de) * 2005-05-10 2006-11-16 BSH Bosch und Siemens Hausgeräte GmbH Kältegerät mit Rahmenheizung
WO2007002891A2 (en) 2005-06-28 2007-01-04 Bsst Llc Thermoelectric power generator with intermediate loop
US8783397B2 (en) 2005-07-19 2014-07-22 Bsst Llc Energy management system for a hybrid-electric vehicle
US7975492B2 (en) * 2005-08-12 2011-07-12 Carrier Corporation Thermoelectric cooling for a refrigerated display case
US7310953B2 (en) * 2005-11-09 2007-12-25 Emerson Climate Technologies, Inc. Refrigeration system including thermoelectric module
US20070101737A1 (en) 2005-11-09 2007-05-10 Masao Akei Refrigeration system including thermoelectric heat recovery and actuation
SE529598C2 (sv) * 2006-02-01 2007-10-02 Svenning Ericsson Flödeskontroll av köldmedia
US20100155018A1 (en) 2008-12-19 2010-06-24 Lakhi Nandlal Goenka Hvac system for a hybrid vehicle
US7779639B2 (en) 2006-08-02 2010-08-24 Bsst Llc HVAC system for hybrid vehicles using thermoelectric devices
DE102006052959B4 (de) * 2006-11-09 2011-02-17 Airbus Operations Gmbh Kühlvorrichtung für den Einbau in ein Flugzeug
US7610773B2 (en) * 2006-12-14 2009-11-03 General Electric Company Ice producing apparatus and method
US9127873B2 (en) * 2006-12-14 2015-09-08 General Electric Company Temperature controlled compartment and method for a refrigerator
CN110254159A (zh) 2007-05-25 2019-09-20 詹思姆公司 分配式热电加热和冷却的系统和方法
EP2156110A1 (en) * 2007-06-19 2010-02-24 Carrier Corporation Thermoelectric cooler for economized refrigerant cycle performance boost
GB2453154A (en) * 2007-09-26 2009-04-01 John Christopher Magrath Apparatus for freezing water pipes
US8806886B2 (en) * 2007-12-20 2014-08-19 General Electric Company Temperature controlled devices
US8099975B2 (en) * 2007-12-31 2012-01-24 General Electric Company Icemaker for a refrigerator
CN102105757A (zh) 2008-06-03 2011-06-22 Bsst有限责任公司 热电热泵
US9555686B2 (en) 2008-10-23 2017-01-31 Gentherm Incorporated Temperature control systems with thermoelectric devices
US9447994B2 (en) 2008-10-23 2016-09-20 Gentherm Incorporated Temperature control systems with thermoelectric devices
WO2010048575A1 (en) 2008-10-23 2010-04-29 Bsst Llc Multi-mode hvac system with thermoelectric device
US8512430B2 (en) 2009-05-05 2013-08-20 Cooper Technologies Company Explosion-proof enclosures with active thermal management using sintered elements
US20100288467A1 (en) 2009-05-14 2010-11-18 Cooper Technologies Company Explosion-proof enclosures with active thermal management by heat exchange
WO2010135363A2 (en) 2009-05-18 2010-11-25 Bsst Llc Temperature control system with thermoelectric device
US8974942B2 (en) 2009-05-18 2015-03-10 Gentherm Incorporated Battery thermal management system including thermoelectric assemblies in thermal communication with a battery
DE102009054553A1 (de) * 2009-12-11 2011-06-16 Hauni Maschinenbau Ag Formatkühlun für eine Filterstrangmaschine
DE102010013313B4 (de) * 2010-03-29 2020-07-02 R. Stahl Schaltgeräte GmbH Gehäuse mit erweitertem Umgebungstemperaturbereich
WO2011149456A1 (en) 2010-05-26 2011-12-01 Berger Terry A Efficient chiller for a supercritical fluid chromatography pump
US8397532B2 (en) * 2010-10-18 2013-03-19 General Electric Company Direct-cooled ice-making assembly and refrigeration appliance incorporating same
US9700835B2 (en) 2011-01-06 2017-07-11 Spx Flow Technology Usa, Inc. Thermoelectric compressed air and/or inert gas dryer
DE102011075284A1 (de) * 2011-05-05 2012-11-08 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Verfahren zum Konditionieren eines Wärme-/Kältespeichers sowie Fahrzeug mit einem Wärme-/Kältespeicher
DE112012002935T5 (de) 2011-07-11 2014-05-15 Gentherm Inc. Auf Thermoelektrik basierendes Wärmemanagement elektrischer Vorrichtungen
US9175888B2 (en) 2012-12-03 2015-11-03 Whirlpool Corporation Low energy refrigerator heat source
US9212843B2 (en) * 2012-12-03 2015-12-15 Whirlpool Corporation Custom bin interface
US9766005B2 (en) 2012-12-03 2017-09-19 Whirlpool Corporation Refrigerator with ice mold chilled by fluid exchange from thermoelectric device with cooling from fresh food compartment or freezer compartment
US9714784B2 (en) 2012-12-03 2017-07-25 Whirlpool Corporation Refrigerator with icemaker chilled by thermoelectric device cooled by fresh food compartment air
US9383128B2 (en) 2012-12-03 2016-07-05 Whirlpool Corporation Refrigerator with ice mold chilled by air exchange cooled by fluid from freezer
US9182157B2 (en) 2012-12-03 2015-11-10 Whirlpool Corporation On-door ice maker cooling
US9587872B2 (en) 2012-12-03 2017-03-07 Whirlpool Corporation Refrigerator with thermoelectric device control process for an icemaker
US9593870B2 (en) 2012-12-03 2017-03-14 Whirlpool Corporation Refrigerator with thermoelectric device for ice making
US9115918B2 (en) * 2012-12-03 2015-08-25 Whirlpool Corporation Refrigerator with icemaker chilled by thermoelectric device cooled by fresh food compartment air
US9863685B2 (en) 2012-12-03 2018-01-09 Whirlpool Corporation Modular cooling and low energy ice
US9151524B2 (en) 2012-12-03 2015-10-06 Whirlpool Corporation Refrigerator with icemaker chilled by thermoelectric device cooled by fresh food compartment air
CA2937164A1 (en) * 2014-01-16 2015-07-23 Bi-Polar Holding Company, Llc Heating and cooling system for a food storage cabinet
US9989296B2 (en) * 2014-04-23 2018-06-05 Seann Pavlik System for regulating temperature of water within a food, ice, beverage cooler, or the like
JP2016011766A (ja) * 2014-06-27 2016-01-21 株式会社東芝 冷蔵庫
US10603976B2 (en) 2014-12-19 2020-03-31 Gentherm Incorporated Thermal conditioning systems and methods for vehicle regions
WO2017065847A1 (en) 2015-10-14 2017-04-20 Gentherm Incorporated Systems and methods for controlling thermal conditioning of vehicle regions
KR20170116494A (ko) * 2016-04-11 2017-10-19 동부대우전자 주식회사 냉장고
KR101883436B1 (ko) * 2016-04-11 2018-07-31 주식회사 대우전자 냉장고
US20220057312A1 (en) * 2020-08-24 2022-02-24 Cenovus Energy Inc. Mass liquid fluidity meter and process for determining water cut in hydrocarbon and water emulsions

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06504361A (ja) 1991-01-15 1994-05-19 ハイドロクール・プロプライエタリー・リミテッド 熱電システム
JPH0712421A (ja) * 1993-06-25 1995-01-17 Toyo Radiator Co Ltd 冷却装置
JPH07234036A (ja) * 1994-02-25 1995-09-05 Aisin Seiki Co Ltd 熱電変換素子の吸・発熱量可変装置

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH120745A (de) * 1926-06-03 1927-07-01 Sulzer Ag Warmwasserheizung mit Umwälzpumpe.
DE2810583A1 (de) * 1978-03-11 1979-09-20 Spiro Research Bv Verfahren und vorrichtung zum entgasen von umlaufsystemen fuer fluessigkeiten
DE3068606D1 (en) * 1979-09-13 1984-08-23 Vaillant Joh Gmbh & Co Pump with degasser
EP0076079A3 (en) * 1981-09-25 1983-08-10 The Secretary of State for Defence in Her Britannic Majesty's Government of the United Kingdom of Great Britain and Improvements in or relating to heat pipes
JPS61235619A (ja) * 1985-04-09 1986-10-20 Uchida Seisakusho:Kk 暖房装置
US4829771A (en) * 1988-03-24 1989-05-16 Koslow Technologies Corporation Thermoelectric cooling device
US5269146A (en) * 1990-08-28 1993-12-14 Kerner James M Thermoelectric closed-loop heat exchange system
US5117638A (en) * 1991-03-14 1992-06-02 Steve Feher Selectively cooled or heated seat construction and apparatus for providing temperature conditioned fluid and method therefor
US5154661A (en) * 1991-07-10 1992-10-13 Noah Precision, Inc. Thermal electric cooling system and method
ES2043537B1 (es) * 1992-03-31 1995-04-01 Cimacar Sl Generador electrico de frio o calor.
NL9301908A (nl) * 1993-11-04 1995-06-01 Spiro Research Bv Werkwijze en inrichting voor het ontluchten van een vloeistof in een in hoofdzaak gesloten vloeistofcirculatiesysteem.
JP3397491B2 (ja) * 1995-02-03 2003-04-14 九州日立マクセル株式会社 冷却器
KR970047662A (ko) * 1995-12-29 1997-07-26 구자홍 온장실이 구비된 냉장고
US6058712A (en) * 1996-07-12 2000-05-09 Thermotek, Inc. Hybrid air conditioning system and a method therefor
AU2867997A (en) * 1996-07-16 1998-01-22 Thermovonics Co., Ltd. Temperature-controlled appliance

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06504361A (ja) 1991-01-15 1994-05-19 ハイドロクール・プロプライエタリー・リミテッド 熱電システム
JPH0712421A (ja) * 1993-06-25 1995-01-17 Toyo Radiator Co Ltd 冷却装置
JPH07234036A (ja) * 1994-02-25 1995-09-05 Aisin Seiki Co Ltd 熱電変換素子の吸・発熱量可変装置

Also Published As

Publication number Publication date
AU715129B2 (en) 2000-01-20
KR20000053149A (ko) 2000-08-25
AU4885797A (en) 1998-06-03
KR100331206B1 (ko) 2002-04-06
TW364942B (en) 1999-07-21
EP0949463A4 (en) 2002-08-14
CN1236429A (zh) 1999-11-24
US6293107B1 (en) 2001-09-25
MY126371A (en) 2006-09-29
CN1111697C (zh) 2003-06-18
EP0949463A1 (en) 1999-10-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO1998021531A1 (fr) Systeme de refroidissement thermoelectrique
CA2450877C (en) Power efficient, compact dc cooling system
JPH0642852A (ja) 熱電半導体素子を利用した熱電式冷蔵／温蔵兼用装置
JP4201814B2 (ja) エンクロージャのための冷却装置
JPH10267501A (ja) 業務用冷蔵庫
JP3767053B2 (ja) 沸騰冷却装置及びそれを用いた筐体冷却装置
JPH10227554A (ja) 冷却装置
JP2004194401A (ja) 盤用冷却装置
JP3744878B2 (ja) 熱電モジュール式電気冷蔵庫
JP3906511B2 (ja) 冷却装置及びこの冷却装置を備えた筐体冷却装置
JP3330531B2 (ja) 熱電モジュール式電気冷蔵庫
JP2000304401A (ja) 保存庫
JP3861361B2 (ja) 冷却装置及びこの冷却装置を備えた筐体冷却装置
WO1998021530A1 (fr) Procede d'alimentation en liquide pour systemes de refroidissement thermoelectriques
KR100380845B1 (ko) 열전소자를 이용한 저장고
JP3461768B2 (ja) 熱電モジュール式電気冷蔵庫
JP3751710B2 (ja) 熱電モジュール式電気冷蔵庫
CN219014504U (zh) 一种便携式制冷空调装置
CN214276195U (zh) 冰箱
CN219037235U (zh) 用于冷冻冷藏设备的制冷模块和冷冻冷藏设备
WO1998048225A1 (fr) Dispositif de commande de fabrication de glace pour refrigerateur electrique de type a module thermoelectrique
JPH10185389A (ja) 熱電モジュール式冷却システムまたは電気冷蔵庫における液体充填方法
JP2001148590A (ja) 筐体内冷却システム
JPH10300303A (ja) 熱電モジュール式電気冷蔵庫
JP4202820B2 (ja) 保存庫

Legal Events

Date Code Title Description
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 97199520.6

Country of ref document: CN

AK Designated states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AL AM AT AU AZ BA BB BG BR BY CA CH CN CU CZ DE DK EE ES FI GB GE GH HU ID IL IS KE KG KR KZ LC LK LR LS LT LU LV MD MG MK MN MW MX NO NZ PL PT RO RU SD SE SG SI SK SL TJ TM TR TT UA UG US UZ VN YU ZW AM AZ BY KG KZ MD RU TJ TM

AL Designated countries for regional patents

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): GH KE LS MW SD SZ UG ZW AT BE CH DE DK ES FI FR GB GR IE IT LU MC NL PT

DFPE Request for preliminary examination filed prior to expiration of 19th month from priority date (pct application filed before 20040101)
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 1997911484

Country of ref document: EP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 09297683

Country of ref document: US

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 1019997004083

Country of ref document: KR

REG Reference to national code

Ref country code: DE

Ref legal event code: 8642

WWP Wipo information: published in national office

Ref document number: 1997911484

Country of ref document: EP

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: CA

WWP Wipo information: published in national office

Ref document number: 1019997004083

Country of ref document: KR

WWG Wipo information: grant in national office

Ref document number: 1019997004083

Country of ref document: KR

WWW Wipo information: withdrawn in national office

Ref document number: 1997911484

Country of ref document: EP