Термоэлектрический водонагреватель-холодильник

Полезная модель относится к установкам для нагрева воды и охлаждения воздуха и может быть использована в технологических процессах сельскохозяйственного производства, в частности для применения в  ветеринарных пунктах и лечебницах.
Такие установки могут устанавливаться в медицинских учреждениях, в бытовых и служебных помещениях производственных предприятий.
Известен термоэлектрический холодильник, в котором представлен модуль, содержащий термобатарею, теплообменные устройства на холодных и горячих спаях и узлы крепления (патент РФ № 4107935, опубл. 22.06.78).
Недостатком известного термоэлектрического холодильника является то, что он не может быть использован как холодильник и водонагреватель одновременно, и, следовательно, имеет низкую энергоэффективность.
Известно бытовое охлаждающе-нагревающее устройство для жидкостей (заявка РФ № 2002113149, МПК F25D 3/00, опубл. 2004.03.27). Устройство состоит из двух условно разделенных частей: охлаждающе-нагревающей и охлаждаемо-нагреваемой, помещенных в пластмассовый корпус с малым коэффициентом термопередачи или дополнительно термоизолированный корпус, устанавливаемый на подставку со совмещением штекерного разъема между ними, охлаждающе-нагревающая составная часть включает в себя изготовленный из металла с хорошей теплопередачей, имеющий внутри ребра теплопередачи, выведенный из вентиляторного отсека воздуховод.
Недостатком известного устройства является то, что он не может быть использован охлаждающе-нагревающее устройство для жидкостей и холодильник одновременно, и, следовательно, имеет низкую энергоэффективность.
Известна установка для охлаждения питьевой воды (патент РФ № 2367857, МПК F25D3/00, F25B21/02, опубл. 20.09.2009, Бюл. № 26). В установке для охлаждения питьевой воды, содержащей емкость со встроенным на ее боковой стенке термоэлектрическим элементом Пельтье, в непосредственном контакте с которым с внутренней стороны емкости установлен теплопоглощающий элемент, а с наружней стороны - теплорассеивающий элемент с вентилятором, каналы для подачи теплой и забора охлажденной воды, теплорассеивающий и теплопоглощающий элементы выполнены в виде радиаторов соответственно для утилизации тепла и охлаждения, установка снабжена электронной платой, включающей импульсный источник питания, логическую систему управления нагрузкой элемента Пельтье, систему управления оборотами вентилятора, а внутри емкости установлен малоинерционный прецизионный датчик температуры.
Недостатком известной установки является то, что она не может быть использована как охладитель воды, холодильник и водонагреватель одновременно, и, следовательно, имеет низкую энергоэффективность.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемой полезной модели является установка для получения горячей и охлажденной питьевой воды, предназначенная для удовлетворения потребностей населения в чистой питьевой воде (патент РФ № 2121635, МПК F25D 9/00, F25B 21/02, опубл. 1999.03.27, БИ: 30/2004). Установка для получения горячей и охлажденной питьевой воды содержит корпус, бак горячей и бак охлажденной воды, снабженные соответственно блоком нагрева и блоком охлаждения, последний из которых выполнен на основе, по меньшей мере, одного термоэлектрического модуля, представляющего собой элемент Пельтье, холодная поверхность которого служит генератором холода, а горячая поверхность снабжена системой отвода тепла, обеспечивается параллельный нагрев и охлаждение большого количества порций воды.
Недостатком известной установки является то, что она не может быть использована как водонагреватель и холодильная камера одновременно, и, следовательно, имеет низкую энергоэффективность и не может применяться в ветеринарных пунктах и лечебницах.
Технической задачей предлагаемой полезной модели является снижение энергетических затрат, осуществление одновременного использования устройства как водонагревателя и холодильной камеры.
В результате использования предлагаемой полезной модели появляется возможность одновременного использования устройства как водонагревателя и холодильной камеры за счет того, что устройство, использующее термоэлектрический эффект элемента Пельтье, содержит термоэлектрический модуль, включающий горячую сторону, размещенную в непосредственном контакте с одним теплообменником, осуществляющим нагрев воды, и холодную сторону другого теплообменника, осуществляющим холодильной камеры. Технический результат, на достижение которого направлена предлагаемая полезная модель, заключается в появлении возможности одновременного использования устройства как водонагревателя и холодильной камеры, снижение энергетических затрат, и может применяться в ветеринарных пунктах и лечебницах.
Вышеуказанный технический результат достигается тем, что в предлагаемом термоэлектрическом водонагревателе-холодильнике, содержащем корпус с теплоизоляцией, термоэлектрический модуль, представляющий собой элемент Пельтье с холодной и горячей поверхностями, два теплообменника, согласно полезной модели, термоэлектрический модуль установлен в корпусе горизонтально, разделяя корпус на емкость горячей воды и на холодильную камеру, при этом горячая поверхность модуля с одним теплообменником установлена в емкости горячей воды с возможностью осуществления через горячую поверхность теплообменника подогрев воды, а холодная поверхность модуля с другим теплообменником установлена в холодильной камере с возможностью осуществления через холодную поверхность теплообменника охлаждение холодильной камеры, чем обеспечивается одновременный нагрев воды и охлаждение воздуха в холодильной камере, причем в емкости горячей воды установлен трубчатый электронагреватель, который используется для нагрева воды при неработающем термоэлектрическом модуле.
Устройство осуществляет две функции одновременно – водонагревателя и холодильника. Корпус разделен на две части – для нагрева воды с термоэлектрическим нагревателем и трубчатым электронагревателем (ТЭН), и для охлаждения холодильной камеры.
Термоэлектрический модуль содержит горячую сторону (горячие спаи), размещенную в непосредственном контакте с теплообменником, осуществляющим нагрев воды.
Термоэлектрический модуль содержит холодную сторону (холодные спаи), которая через теплообменник охлаждает замкнутое пространство холодильной камеры, предназначенной, например, для хранения технологического материала.
Сущность предлагаемой полезной модели поясняется чертежом, на котором представлена общая схема термоэлектрического водонагревателя-холодильника.
Термоэлектрический водонагреватель-холодильник содержит корпус 1 с теплоизоляцией 2, горячую поверхность 3 термоэлектрического модуля 4, теплообменник горячей поверхности 5, емкость горячей воды 6, трубчатый электронагреватель (ТЭН) 7, холодная поверхность 8 термоэлектрического модуля 4, теплообменник холодной поверхности 9, холодильную камеру 10, расходный кран горячей воды 11.
Термоэлектрический модуль 4 расположен с теплообменниками горячей поверхности 5 и холодной поверхности  9 горизонтально в корпусе 1 между емкостью горячей воды 6 и холодильной камеры 10. Трубчатый электронагреватель 7 установлен в емкости горячей воды 7. Корпус 1 с теплоизоляцией 2 разделен на две части – для нагрева воды с термоэлектрическим нагревателем и трубчатым электронагревателем 7 и для охлаждения холодильной камеры 10.
Работает термоэлектрический водонагреватель-холодильник следующим образом.
После включения термоэлектрического модуля 4 теплообменник 5 нагревает воду в емкости горячей воды 6, а теплообменник 9 охлаждает воздух в  холодильной камере 10. Таким образом, обеспечивается параллельный нагрев воды в емкости горячей воды 6 и охлаждение воздуха в холодильной камере 10.
Если у потребителя не возникает потребности в охлаждении воздуха в холодильной камере 10, то термоэлектрический модуль отключается, и в работу вступает трубчатый электронагреватель 7, обеспечивающий бесперебойный нагрев воды в емкости горячей воды 6. Емкость горячей воды 6 оснащена краном подачи горячей воды 11 для потребителя.