ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ОХЛАДИТЕЛЬ ЖИДКОСТИ

ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ОХЛАДИТЕЛЬ ЖИДКОСТИ
Полезная модель относится к холодильной технике, в частности, к охладителям жидкости, содержащим термоэлементы с горячими и холодными спаями и используемыми, например, в пассажирском вагоне для приготовления охлажденной кипяченой воды.
При создании конструкции охладителя жидкости на термоэлементах одной из основных решаемых задач является повышение эффективности отвода тепла от горячих спаев термоэлементов.
Известны охладители жидкости на термоэлементах. Однако, их конструкции, как правило, сложны, громоздки и дорогосгоящи из-за сложности конструктивного решения системы охлаждения горячих спаев термоэлементов. При использовании известных конструкций в пассажирском вагоне обнаруживаются дополнительные существенные конструктивные недостатки, обусловленные тряской устройства в пути, что вызывает разгерметизацию трубопроводов, соединяющих систему холодного водоснабжения, кипятильник, термоэлектрический охладитель, а также систему охлаждения горячих спаев. Это означает низкую надежность эксплуатации известного устройства, а также неудобство его использования.
Известен охладитель жидкости (1), содержащий бак с заливным и сливным патрубками, охлаждающий термоэлемент и систему охлаждения горячих спаев термоэлемента в виде дополнительного бака с водой. При этом холодные спаи термоэлементов установлены в первом баке, а горячие спаи - во втором. Известная конструкция охладителя является сложной, громоздкой и дорогостоящей. Основным же недостатком этой известной конструкции является низкая эффективность отвода тепла от горячих спаев термоэлемента, обусловленная тем, что дополнительный бак с водой, используемой для отвода тепла, требует дополнительной системы отвода нагревшейся воды и подвода в тот же бак холодной воды.
Известно устройство для приготовления питьевой воды в вагоне (2), содержащее последовательно соединенные трубопроводами систему холодного водоснабжения, кипятильник, термоэлектрический охладитель и кран разбора охлажденной воды, причем термоэле1сгрический охладитель содержит термоэлемент, холодные спаи которого установлены в первом баке, входной патрубок которого соединен с выходом кипятильника, а выходной - с краном разбора холодной воды. Система охлаждения горячих спаев термоэлемента выполнена в виде второго бака в входным и выходным патрубками, в котором установлены горячие спаи термоэлемента, причем второй бак включен соответствующими патрубками  устройством водоснабжения и кипятильником. Недостатками этого устройства являются следующие. Конструкция охпадителя является сложной, громоздкой и дорогостоящей. Известный охладитель ненадежен в эксплуатации из-за наличия множества взаимосвязанных конструктивных элементов. Эффективность отвода тепла от горячих спаев очень низкая.
М.кл.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому объекту является устройство приготовления питьевой воды в пассажирском вагоне (3), содержащее последовательно соединенные трубопроводами систему холодного водоснабжения, кипятильник, накопительный бак горячей питьевой воды, термоэлектрический охладитель, холодные спаи которого установлены на баке с горячей водой, систему охлаждения горячих спаев термоэлемента и кран разбора охлажденной воды. Система охлаждения горячих спаев термоэлемента выполнена в виде второго бака, на котором установлены горячие спаи термоэлемента, и размещенного между системой холодного водоснабжения и кипятильником, соединенного с ними соответствующими патрубками, и дополнительно введенных воздушного компрессора и водяного электронасоса. Причем компрессор соединен с накопительным баком горячей воды, водяной насос соединен с системой холодного водоснабжения и выходным патрубком для воды, охлаждающей горячие спаи термоэлемента.
Недостатками этого известного устройства являются следующие. Конструкция охладителя является сложной, громоздкой, дорогостоящей и ненадежной в эксплуатации из-за множества взаимосвязанных конструкционных узлов и элементов. Эффективность отвода тепла от горячих спаев очень низкая, поскольку отвод тепла путем передачи его воде является достаточно медленным процессом в силу особенностей данной конструкции. При использовании этого известного устройства в пассажирском вагоне обнаруживаются дополнительные существенные конструктивные недостатки, обусловленные тряской устройства в пути, что вызывает разгерметизацию трубопроводов, соединяющих систему холодного водоснабжения, кипятильник, термоэле1арический охладитель, а также систему охлаждения горячих спаев. Это означает низкую надежность эксплуатации известного устройства.
Задача, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, состоит в создании недорогого и простого по конструкции термоэлектрического охладителя жидкости, обеспечивающего высокую эффективность отвода тепла от горячих спаев термоэлементов и надежность устройства в эксплуатации. При этом должно быть обеспечено достижение следующих технико-экономических результатов:
-улучшенные технические и эксплуатационные характеристики при несложной конструкции;
-невысокая стоимость изготовления охладителя и достаточно быстрая его окупаемость.
Предлагается термоэлектрический охладитель жидкости, содержащий корпус с установленными в нем баком с заливным и сливным патрубками, агрегатом для охлаждения на термоэлементах с горячими и холодными спаями и системой охлаждения горячих спаев термоэлементов.
Достижение указанных технических результатов обеспечивается за счет того, что охладитель снабжен установленными оппозитно на двух стенках бака держателями термоэлементов, выполненных в виде резиновых пластин со сквозными ячейками, в которых размещены термоэлементы, обращенные холодными спаями к внешним сторонам стенок бака, и система охлаждения горячих спаев термоэлементов выполнена в виде теплоотводящих радиаторов, содержащих основание с ребрами, установленных основаниями вплотную к горячим спаям термоэлементов, и размещенных в корпусе напротив свободной стенки бака электровентиляторов, при этом термоэлементы снабжены тонкопленочными уплотнителями, размещенными с двух рабочих сторон термоэлементов, а теплоотводящие радиаторы установлены на подпружиненных элементах. Заявляемая полезная модель может быть признана соответствующей требованиям новизны, поскольку не обнаружен аналог, хараю-еризующийся признаками, идентичными всем существенным признакам полезной модели. Предлагаемая полезная модель соответствует требованию промышленной применимости, поскольку она изготавливается и используется в промышленности с обеспечением достижения усматриваемого в данной заявке технического результата. Сущность заявляемого устройства поясняется следующими чертежами:
-фиг.1 - общий вид термоэлектрического охладителя жидкости (с местным разрезом);
-фиг. 2 - то же, сечение А-А;
-фиг. 3 - то же, вид Б;
-фиг. 4 - то же, сечение В-В.
Термоэлектрический охладитель жидкости содержит (см. фиг. 1) корпус 1 с установленным в нем баком 2 с заливным 3 и сливным 4 патрубками, термоэлементами 5 с горячими и холодными спаями и системой охлаждения горячих спаев термоэлементов. Охладитель снабжен установленными оппозитно на двух стенках бака 2 держателями 6 термоэлементов 5. Каждый держатель 6 выполнен в виде резиновой пластины со сквозными ячейками, в которых размещены термоэлементы 5, обращенные холодными спаями к стенкам бака 2. Система охлаждения горячих спаев термоэлементов выполнена (см. фиг. 2, 3, 4) в виде двух теплоотводящих радиаторов 12, содержащих основание 7 с ребрами 8, установленных основаниями 7 вплотную к горячим спаям термоэлементов 5, и двух электровентиляторов 9. Электровентиляторы 9 размещены (см. фиг. 2) в корпусе 1 напротив свободной стенки бака 2. Каждый термоэлемент 5 снабжен тонкопленочным уплотнителем 10, размещенным с двух рабочих сторон. Теплоотводящие радиаторы 12 установлены на подпружиненных элементах 11. Корпус 1 термоэлектрического охладителя установлен на амортизирующих опорах 13. Термоэлектрический охладитель жидкости работает следующим образом (см. фиг. 1, 2, 3, 4). Принцип работы термоэлектрического охладителя основан на использовании эффекта Пельте, когда при пропускании тока через контакты металла и полупроводника, из которых состоит термоэлемент, происходит охлаждение у одного из полюсов приложенного напряжения и выделение тепла на другом полюсе. К установленному в пассажирском вагоне титане (на фиг. не показан) с водой, нагретой до температуры 75 С, подсоединяют термоэлектрический охладитель, например, соединяют шлангом выходной кран титана (на фиг. не показан) с заливным патрубком 3 бака 2 охладителя. В бак 2 подают горячую воду. Затем включают тумблер Сеть (на фиг. не показан), чем подают напряжение к термоэлементам 5. При этом начинается процесс охлаждения воды холодными спаями термоэлементов 5, вплотную прилегающими к стенкам бака 2. Охлаждение продолжают до тех пор, пока температура воды не снизится до значений, находящихся ниже 14 °С, после чего электрический блок (на фиг. не показан) прекращает процесс охлаждения. Одновременно с охлаждением холодных спаев происходит нагрев горячих спаев термоэлементов. Для отвода тепла служит система охлаждения горячих спаев термоэлементов, включающая теплоотводящие радиаторы 12 и электровентиляторы 9. Эффективность отвода тепла обеспечивает плоско прилегающее к горячим спаям термоэлементов основание 7 радиаторов. Таким образом, эффективный отвод тепла осуществляют путем передачи тепла от горячих спаев термоэлементов к радиаторам 12 и применением принудительного их охлаждения воздухом, нагнетаемого и удаляемого вентиляторами. Электровентиляторы 9 включают (и выключают) оинхронно о подачей (и выключением) напряжения к термоэлементам 5. При разборе охлажденной кипяченой воды через сливной патрубок 4 процесс охлаждения воды повторяется.
Из вышеописанного очевидны следующие преимущества предлагаемого термоэлектрического охладителя жидкости:
-конструкция отличается простотой, компактностью и низкой стоимостью по сравнению с известными;
-повышена эффективность отвода тепла от горячих спаев термоэлементов при сохранении несложной конструкции;
-повышена надежность устройства при эксплуатации в движущемся пассажирском вагоне за счет амортизирующего эффекта, возникающего благодаря тому, что теплоотводящие радиаторы установлены на подпружиненных элементах.;
-улучшены технические характеристики.
Источники информации, используемые в описании полезной модели.
1.Охладитель жидкости. Свидетельство на полезную модель №2562, М.кл. №В610 /оо, 26.04.95.
2.Устройство для приготовления питьевой воды в вагоне. Свидетельство на полезную модель №2563, М.кл. №B61D %o, 26.04.95.
3.Устройство для приготовления питьевой воды в пассажирском вагоне. Свидетельство на полезную модель №5965, М.кл. №B61D /oo, 20.03.97 (Прототип). Заявитель: АООТ РИФ Генеральный директор АООТ РИФ   Авторы: ванов А.С. ванов А.С. Варламов С.А. Диденко И.Б.  В.Н.