ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ КОНДИЦИОНЕР

Изобретение относится к термоэлектрическому приборостроению, а именно, к кондиционерам для охлаждения воздуха в помещениях.
Известны используемые в производстве, в быту и на транспорте термоэлектрические кондиционеры, основным элементом которых является экологически чистый модуль, работающий на принципе эффекта Пельтье. Так, уже в середине прошлого века были известны кондиционеры, содержащие полупроводниковые термоэлектрические элементы (модули), размещенные на охлаждаемом основании, и воздушные радиаторы, обдуваемые воздушными потоками, сформированными вентиляторами. Для снижения значительных тепловых потерь при съеме тепла (холода) с теплообменных площадок использовали, например, прижим основания радиатора к модулю через слой теплопроводящей пасты с помощью прижимных винтов, с помощью пружин и др. методами. (Цветков Ю.Н. Термоэлектрическая батарея для кондиционирования воздуха. Холодильная техника, 1966, №12). Недостатком таких кондиционеров были сложность, низкая ремонтопригодность.
В патентах РФ №№2029687, 2165363 описаны термоэлектрические кондиционеры следующего поколения. Эти кондиционеры проще конструктивно, для них характерны устойчивость к вибрации и ударным нагрузкам.
Так, кондиционер по патенту РФ №2029687, кл. B60H 1/26, опубл. в 1995 г., содержит кожух, разделенный перегородкой на верхнюю и нижнюю части, в которых установлены вентиляторы, выбрасывающие технологический и кондиционированный воздух в противоположных направлениях, причем передняя торцевая стенка верхней части кожуха и задняя торцевая стенка нижней его части выполнены выпуклой формы.
Кондиционер по патенту №2165363. кл. B60H 3/00, опубл. в 2001 г., содержит разъемный корпус, в котором расположен набор термоэлектрических ячеек, каждая из которых состоит из термоэлектрического модуля и радиаторов с ребрами, присоединенных к внешним противолежащим поверхностям его теплообменных пластин посредством высокотеплопроводного упругого материала. Система крепления термоэлектрических ячеек состоит из жестких элементов с окнами для стяжек и уплотнений, изготавливаемых из морозостойкой резины. Радиаторы располагаются на опорных элементах, выполненных в виде U-образных пластин. Блок управления содержит биметаллические термодатчики, блок реверсирования электрического тока и систему автоматического управления на микропроцессорах.
Общим недостатком указанных и других известных термоэлектрических кондиционеров является ненадежность и недостаточно высокая эффективность их работы.
Наиболее близким к предлагаемому решению по технической сущности и достигаемому результату является кондиционер, описанный в патенте РФ №2397074, кл. B60H 1/32, опубл. в 2008 г.
Данный термоэлектрический кондиционер содержит корпус, в котором расположены термоэлектрические модули, радиаторы, блок управления, состоящий из датчиков температуры, блок реверсирования электрического тока, подключенного к термоэлектрическим ячейкам, и системы автоматического управления. Внутренняя полость корпуса разделена горизонтально установленной плитой на две полости, образующие соответственно канал кондиционирующего воздуха, снабженный по крайней мере одним вентилятором, и канал кондиционируемого воздуха, снабженный по крайней мере одним вентилятором.
При работе указанного устройства воздух, нагретый в результате прохождения через радиаторы кондиционирующего контура, выносится с помощью вентиляторов наружу, а охлажденный воздух, прошедший через радиаторы кондиционирующего контура с помощью вентиляторов, поступает в охлаждаемое помещение.
Кондиционер обладает достаточно высокой надежностью. Его функционирование в случае выхода из строя модулей и токовыводов не нарушится, произойдет лишь некоторое повышение тока, питающего кондиционер.
Недостатком прототипа являются высокие затраты потребляемой мощности.
Устранение указанного недостатка обеспечивается предлагаемым устройством, показанным на фиг. 1, в котором в совокупности с общими с прототипом признаками присутствует отличительный по отношению к нему признак, а именно экран из теплоизоляционного материала, установленный в кондиционирующем контуре параллельно боковым стенкам корпуса таким образом, что он делит пространство между плитой и верхней стенкой корпуса на две полости и установлен с зазором по отношению к задней торцевой стенке корпуса.
Термоэлектрический кондиционер представляет собой корпус (6) с установленными в нем плитой (1), радиаторами кондиционирующего и кондиционирующего контуров (соответственно 2 и 3), термоэлектрическими модулями (4) и экраном из теплоизоляционного материала (5).
Кроме того, термодинамический кондиционер содержит вентиляторы и блоки управления, на фиг. 1 не показанные.
Наличие экрана (5), выполненного из теплоизоляционного материала и установленного описанным образом, обеспечивает уменьшение ширины воздушных потоков и возможность разворота воздушных потоков на 180°. Указанный отличительный признак в совокупности с общими с прототипом признаками позволяет увеличить степень охлаждения воздушного потока в небольших габаритных размерах и за счет его многократного прохождения через радиаторы кондиционирующего контура, при этом воздушный поток технологического контура проходит по всей его ширине без разворота.
Полезная модель соответствует условию новизны.
Техническим результатом является уменьшение затрат потребляемой мощности на 30-40%. Указанные признаки устройства являются существенными, поскольку они влияют на возможность получения этого технического результата.
Таким образом, сущность полезной модели выражается в совокупности описанных существенных признаков, достаточной для достижения обеспечиваемого полезной моделью технического результата - снижения энергозатрат при работе термоэлектрического кондиционера.
Термоэлектрический кондиционер работает следующим образом. После подключения к источнику переменного тока генерируются сигналы на запуск блока управления (не показан), запуск вентиляторов (не показаны) и на подключение термоэлектрических модулей (4). Воздушный поток, омывающий ребра радиаторов (3), охлаждается, а воздушный поток, омывающий ребра радиатора (2), нагревается и отводит выделившееся в кондиционере тепло наружу. Охлажденный воздух через патрубок (не указан) поступает в кондиционируемое помещение, создавая в нем требуемые температурные условия.
При снижении температуры воздуха в помещении ниже установленной, например, ниже 22°C, сигнал с блока управления поступает на источник электроэнергии и происходит уменьшение величины тока, пропускаемого через термоэлектрические модули (4), что обеспечивает соответствующее автоматическое увеличение температуры кондиционированного воздуха. При превышении установленной нормы температуры с блока поступает сигнал на увеличение тока, пропускаемого через термоэлектрические модули.
Организация потоков воздуха с заворотами на 180° при помощи экрана 5 из теплоизоляционного материала (например, пенополиуретана), установленного для разделения на полости пространства между плитой и верхней стенкой корпуса, позволяет значительно более эффективно использовать как затрачиваемую энергию, так и объем кондиционера.
Таким образом, сущность полезной модели выражается в совокупности указанных существенных признаков, достаточной для достижения обеспечиваемого полезной моделью технического результата - снижения энергозатрат при работе термоэлектрического кондиционера на 30-40%.
Признаки являются существенными, поскольку они находятся в причинно-следственной связи с указанным результатом.