ВЕТРОВОЙ ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ КОНДИЦИОНЕР
WIND THERMOELECTRIC CONDITIONER

Изобретение относится к теплотехнике, в частности к системам кондиционирования воздуха с использованием энергии ветра, и может быть применено в помещениях, удаленных от энергоснабжающих источников.
Известны пьезоэлектрический генератор, содержащий корпус, и установленные в нем кольцевой пьезоэлектрический преобразователь с электродами и система деформирования роликов, соединенная с валом приводного двигателя. (А.С. №1426391, 1988 г. СССР). Известный генератор преобразует электрическую энергию в тепловую. Охлаждение воздуха осуществляется только через дополнительные элементы.
Известен тепловой насос на полупроводниках, используемый в системе отопления помещения по схеме "воздух-вода", содержащий вентилятор для перемещения воздуха и патрубки для подачи и отвода низкотемпературной воды. (Н.Б. Богословский, А.Н. Сканави. Отопление. Учебник для вузов. М. Стройиздат, 1991, стр.599, рис.14.14 (в))
Известный тепловой насос использует электрическую энергию из сети.
Наиболее близким по технической сущности к заявленному решению является термоэлектрический кондиционер, включающий зачехленные термоэлементы, водяные и воздушные теплопроводы и вентилятор с электродвигателем, он выполнен с корпусом в виде полного секционного, составленного из набора термоэлектрических пакетов цилиндра. (А.С. СССР №269459, 1970 г.). Известный кондиционер потребляет электроэнергию из сети, в нем не достаточный просос воздуха через воздушные теплопроводы пакетов и ограниченные функции его использования.
Техническим результатом представленного изобретения является использование энергии ветра, автономность и многофункциональность применения.
Технический результат достигается тем, что ветровой термоэлектрический кондиционер, включающий термоэлектрические пакеты, закрепленные на раме, зачехленные термоэлементы, водяные и воздушные теплопроводы, пьезоэлектрический генератор и вентилятор с вертикальным валом. Согласно изобретению в крышке, закрепленной в верхней части рамы, установлен в середине пьезоэлектрический генератор, контактирующий с вертикальным валом, имеющем в верхней части полумуфту, в средней части прикрепленную к нему крыльчатку, а внизу фланец, упертый сверху в ступицу турбины вентилятора, под которой на валу свободно размещен фланец. С помощью шпилек через ступицу фланцы стянуты прочно между собой, а в станине, под вентилятором, установлен опорно-упорный подшипник, в котором размещен нижний конец вала.
На фиг.1 представлен описываемый кондиционер; на фиг.2 - элемент термоэлектрического пакета кондиционера.
Кондиционер состоит из пакетов 1, рамы 2, турбины вентилятора 3 и вертикального вала 4 с полумуфтой 5 отбора мощности от ветродвигателя (не показан). В крышке 6, закрепленной в верхней части рамы 2, установлен в середине пьезоэлектрический генератор 7, контактирующий с валом 4. В средней части вала 4 прикреплены крыльчатка 8, а внизу фланец 9, упертый сверху в ступицу турбины вентилятора 3. В станине 10 (показана частично) установлен опорно-упорный подшипник 11, в котором размещен нижний конец вала 4. Под ступицей турбины 3 свободно на валу 4 размещен фланец (не показан), который с помощью шпилек через ступицу стянут прочно со фланцем 9. Пакеты 1 в кондиционере установлены таким образом, что они образуют стенки полого цилиндра и прочно закреплены на раме 2. Внутреннее отверстие цилиндра совпадает с входным отверстием турбины вентилятора 3.
Элемент термоэлектронного пакета кондиционера состоит из токосъемника 12, стяжной шпильки 13, изоляционной шайбы 14, зачехленного термоэлемента n-проводимости 15, зачехленного термоэлемента p-проводимости 16, водяного теплопровода 17 и изоляционного узла 18.
В пакете термоэлементы и токосъемники скоммутированы в единую электрическую цепь, в которой с целью защиты коммутационного перехода между термоэлементом и теплопроводом все детали стянуты шпилькой 13. По шпильке центрируются все элементы пакета. Для этой цели теплопроводы и термоэлементы имеют центральное отверстие. Зачехленный термоэлемент представляет собой круглую форму, в которую уложены полуэлементы обычного типа, а для изоляции верхнего чехла от нижнего между ними проложены изоляционные шайбы 14. Проточные части теплопровода 17 соединены в пакете последовательно через изоляционные узлы 18, которые не препятствуют протеканию через них охлаждающей воды и в тоже время электрически изолируют теплопроводы друг от друга. Для передачи электрического тока через теплопровод 17 в его конструкции предусмотрено токопроводящее кольцо. Пьезоэлектрический генератор 7 через провода электрически связан с токосъемниками 12 элементов термоэлектрических пакетов 1.
Ветровой термоэлектрический кондиционер работает следующим образом.
При достижении ветра достаточной силы ветродвигатель начинает вращать через полумуфту 5 вал 4, крыльчатку 8 и турбину вентилятора 3. Кондиционируемый воздух под действием разрежения, создаваемого крыльчаткой 8, просасывается через воздушные теплопроводы сотового типа, в которых с целью получения компактной конструкции пакета 1 имеется вырез для размещения изоляционного узла 18, воздух охлаждается и, пройдя турбину вентилятора 3, поступает в помещение. Электрический ток от пьезоэлектрического генератора 7 поступает к токосъемникам 12, которые при этом являются элементами, стягивающими все детали пакета 1 и теплопроводами.
Возможно, в процессе разработки предлагаемого изобретения путем не сложных усовершенствований удастся использовать термоэлектрический эффект Пельтье и, тем самым, расширить функциональные возможности предлагаемого кондиционера и для отопления помещения.
Предлагаемый ветровой термоэлектрический кондиционер компактен, использует для своей работы силу ветра, преобразует ее в электроэнергию. В результате производится перемещение воздуха через пакеты и выброс уже охлажденного вентилятором воздуха в помещение. Может применяться на отдаленных точках (турбазы, садовые домики, кошары и т.д.).