ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ КОНДИЦИОНЕР
THERMOELECTRIC CONDITIONER

Создание экологически чистых кондиционеров представляет одну из реальных возможностей преодолеть проблемы, создаваемые для экологии кондиционерами испарительного типа. При этом создание таких устройств имеет большое число технологических трудностей. Например, см. статью ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ КОНДИЦИОНЕР КТЭ (Автостроение за рубежом, изд. Машиностроение, 2006. №7).
Устройство относится к системам кондиционирования воздуха и может быть использовано для контроля и автоматического поддержания комфортной температуры в движущемся средстве, например в кабине машиниста рельсового транспорта.
Термоэлектрический кондиционер основан на использовании физического эффекта Пельтье, при котором полупроводниковые элементы, при пропускании через них электрического тока формируют на своих концах разность температур, что используется при построении экологически чистых кондиционеров бытового и промышленного применения.
Известно устройство «Термоэлектрический кондиционер для транспортного средства» (патент на изобретение №2165363 от 6.10.2000 г.), конструктивно представляющий собой набор термоэлектрических ячеек, каждая из которых состоит из термоэлектрического модуля и радиатора. Недостатком известного решения является отсутствие системы управления, которая позволяла бы поддерживать работу кондиционера на определенном температурном режиме, что позволяет улучшить эксплуатационные характеристики и увеличить срок службы.
Целью заявляемого технического решения является улучшение эксплуатационных характеристик термоэлектрического кондиционера путем улучшения контроля за изменением температуры и плавное регулирование режимов работы термоэлектрического кондиционера.
Достигается это следующим образом: в систему кондиционера вводится электронный задатчик температуры (ЗТ), состоящий из датчика температуры (1) и устройства программного задания температуры (2), который формирует сигнал управления коммутационно-регулирующим устройством (КРУ), состоящим из последовательно включенных блока предварительного усиления (3) и мостовой схемы из транзисторов (4-7). Коммутационно-регулирующее устройство по командам ЗТ «охлаждение», «нагрев», «слабо», «вентиляция» осуществляет подачу бортового напряжения прямой и обратной полярности на блок термоэлектрического кондиционирования, что обеспечивает изменение силового тока кондиционера, соответственно включение и выключение вентиляторов кондиционирующего и технологического контуров.
Схема устройства приведена на чертеже.
Для управления процессом используется мостовая схема из четырех транзисторов (4-7).
Основное достоинство системы - плавное регулирование режимов работы кондиционера.
Для уменьшения тока и обеспечения его регулирования транзистор переходит в режим широтно-импульсной модуляции времени открытого состояния. Изменяя скважность его работы, можно получить требуемое значение производительности тепла на выходе БТК.
Силовая схема КРУ, обеспечивающая подачу питания на кондиционер, отличается тем, что блок термоэлектрического кондиционера (9) подключается через дроссель (8) в диагональ мостового преобразователя (4-7).
Все используемые элементы являются элементами широкого применения.
Достигаемый эффект заключается в том, что система имеет плавное регулирование режимов работы элементов, что уменьшает количество коммутаций включения и выключения и тем самым продлевает срок службы кондиционера.
Устройство работает следующим образом
Данные о температуре поступают от датчика 1 через устройство программного управления 2 и усилитель 3 на мостовую схему из четырех транзисторов 4, 5, 6, 7.
В выключенном режиме открыты транзисторы 5 и 7, транзисторы 4 и 6 закрыты.
В режиме «Охлаждение» открыты транзисторы 4 и 7, а транзисторы 5 и 6 закрыты. Минус блока термоэлектрического кондиционера (9) подключается к плюсу источника питания, и через блок термоэлектрического кондиционера (БТК) протекает максимальный ток, определяемый сопротивлением БТК.
Для уменьшения тока и обеспечения его регулирования транзистор 7 переходит в режим широтно-импульсной модуляции времени открытого состояния. Изменяя скважность его работы, можно получить требуемое значение холодопроизводительности на выходе БТК.
В режиме «Нагрев» открыты транзисторы 6 и 5. Транзисторы 4 и 7 закрыты. Плюс БТК подключается к плюсу источника питания, и через БТК протекает максимальный ток в другом направлении, определяемый сопротивлением БТК.
Для уменьшения тока и обеспечения его регулирования транзистор 5 переходит в режим широтно-импульсной модуляции времени открытого состояния. Изменяя скважность его работы, можно получить требуемое значение производительности тепла на выходе БТК.
Силовая схема КРУ, обеспечивающая подачу питания на кондиционер, отличается тем, что блок термоэлектрического кондиционера (БТК) подключается через дроссель 8 в диагональ мостового преобразователя.
Все используемые элементы являются элементами широкого применения.