ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ БЛОК-ОХЛАДИТЕЛЬ ДЛЯ НАПИТКОВ
THERMOELECTRIC COOLING UNIT FOR BEVERAGES

Предлагаемое устройство относится к области холодильной техники и предназначно преимущественно для охлаждения напитков.
В настоящее время наиболее известным является способ охлаждения напитков кубиками льда, однако этот метод не всегда приемлем, так как он связан с разбавлением напитков, а следовательно, потерей его специфических свойств.
Известны другие средства охлаждения напитков без потери специфических свойств, например по заявке №2006119717, в котором теплоизоляция выполнена таким образом, что при охлаждении напитка теплоизоляция плотно закрывает емкость с напитком, что в данном случае является недостатком.
Известен охладитель напитков, содержащий работающие на эффекте Пельтье термоэлектрические элементы, в котором теплообменник выполнен в виде набора последовательно соединенных теплоизолированных друг от друга секций, каждая из которых содержит, по крайней мере, по одному термоэлектрическому элементу и одной части змеевика. Это устройство может быть эффективно использовано в стационарных установках, например в молочной промышленности для охлаждения молока. Это решение выбрано в качестве прототипа, см. заявку №2000115360.
Задачей настоящего изобретения является повышение эффективности охлаждения и упрощение конструкции.
Поставленная задача достигается тем, что термоэлектрические элементы горячими спаями соединены с жидкостным коллектором, выполненным в виде трубы с полкой и связанным с жидкостно-воздушным теплообменником, продуваемым вентилятором, а на контуре охлаждения установлен жидкостный насос. Кроме того, между жидкостно-воздушным теплообменником и жидкостным насосом установлена емкость с заправочным вентилем.
Суть изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 изображен общий вид термоэлектрического блока-охладителя для напитков, а на фиг.2 - конструкция устройства в разрезе.
Охлаждающим устройством является термосифон 1, заправленный теплоносителем, например, аммиаком, в таком количестве, чтобы присутствовала жидкая фаза этого теплоносителя в достаточном количестве.
Термосифон в верхней части соединен с термоэлектрическим элементом 2 со стороны холодных спаев. Каждый сифон снабжен автономным термоэлементом. Горячими спаями термоэлектрические элементы соединены с жидкостным коллектором 3, выполненным в виде трубы с полкой, который является составной частью контура охлаждения, заправленного жидкостью. Верхняя часть термосифонов 1 совместно с термоэлектрическими элементами 2 и жидкостным коллектором 3 закрыта теплоизоляцией 4. Жидкостный коллектор является составной частью контура охлаждения, заправленного жидкостью.
В контур кроме коллектора входит жидкостный насос 5. Вентилятор 6 установлен непосредственно на жидкостно-воздушном теплообменнике 7. В контур охлаждения входят соединительные трубопроводы 8 и емкость с заправочным вентилем 9, установленная между жидкостно-воздушным теплообменником и жидкостным насосом. Термоэлектрические элементы, насос и вентилятор соединены с системой электропитания.
Работает термоэлектрический блок-охладитель следующим образом. Соединенные между собой единым блоком термосифоны служат для погружения в стаканы с горячим напитком. Включением в сеть вентилятора и жидкостного насоса осуществляется процесс охлаждения напитков. Вентилятор продувает воздух через теплообменник, а жидкостный насос обеспечивает циркуляционную прокачку жидкости по контуру охлаждения, включаются термоэлектрические элементы на термосифонах, погруженных в стаканы с напитками. При прохождении электрического тока через термоэлектрические элементы сторона с холодными спаями приобретает отрицательную (минусовую) температуру, а сторона с горячими спаями приобретает высокую положительную температуру. Тепло с поверхности термоэлектрических элементов, с горячих спаев воспринимается полкой жидкостного коллектора, за счет теплопроводности переносится на трубопровод, и затем за счет конвективного теплообмена тепло передается в циркулирующую жидкость, которая, проходя через теплообменник, в свою очередь отдает тепло теплообменным поверхностям теплообменника, с которых тепло переходит в продуваемое вентилятором через теплообменник пространство.
Отрицательная температура на стороне холодных спаев термоэлектрических элементов приводит к охлаждению верхней части корпуса термосифонов, присоединенной к термоэлектрическому элементу. Охлаждение корпуса термосифона приводит к понижению температуры насыщенного пара теплоносителя, например заправленного аммиаком термосифона, и к конденсации пара в жидкость, которая конденсируется на внутренней поверхности корпуса термосифона и стекает вниз. Конденсация пара в верхней части приводит к понижению давления в этой зоне термосифона. В нижней, погруженной в напиток части термосифона температура жидкого теплоносителя (аммиака) и давление его насыщенного пара оказываются выше, чем в верхней части. Пар движется вверх термосифона, вызывая тем самым уменьшение его количества в нижней части, которое компенсируется испарением жидкой фазы. Количество жидкой фазы восстанавливается стекающей сверху по стенке корпуса сконденсировавшейся жидкостью.
Таким образом, в термосифоне получается замкнутый испарительно-конденсационный цикл. Создается отрицательная разница температур между жидкостью внутри термосифона и напитком в стакане. Через стенку корпуса термосифона возникает теплообмен и происходит интенсивное охлаждение напитка.
На предприятии изготовлен опытный образец, который показал положительные результаты. В настоящее время изготавливается выставочный образец.
Из известных заявителю патентно-информационных источников не обнаружен тождественный или близкий к нему термоэлектрический блок-охладитель с признаками, схожими с признаками заявляемого объекта.