ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ХОЛОДИЛЬНИК

Термоэлектрический холодильник
Полезная модель относится к экологически чистым холодильникам, в частности, используется в транспортных средствах, например, для локомотивных бригад железнодорожного транспорта, купе проводника пассажирского вагона.
На сегодняшний день весьма актуальной задачей является разработка конструкции небольшого экологически чистого холодильника для хранения продуктов и напитков, обеспечивающих комфортные условия работы бригад тягового подвижного состава железнодорожного транспорта или водителей автомобилей дальнего следования.
Известны экологически чистые холодильники, использующие в качестве источника холода термоэлектрические модули (термобатареи). Однако, как правило, их конструкции низко эффективны по возможности отвода тепла от горячих спаев термоэлементов и циркуляции холодного воздуха при его движении от холодных спаев термоэлементов в объем холодильной камеры.
Так, известен встроенный автомобильный холодильник (1), содержащий корпус, состоящий из рабочей камеры, крышки и откидного столика, и агрегат охлаждения, включающий источник холода, радиатор теплосброса, вентилятор и регулятор температуры, а также радиатор теплопоглощения. Агрегат охлаждения в качестве источника холода содержит по крайней мере один термоэлектрический модуль, работающий на эффекте Пельтье, регулятор температуры, радиатор теплосброса и вентилятор установлены на внешней стенке корпуса, радиатор теплопоглощения выполнен на внутренней стенке корпуса в виде металлической обшивки, при этом тепловыделяющая и теплопоглощающая поверхности модуля находятся в тепловом контакте с радиатором теплосброса и радиатором теплопоглощения соответственно.
Недостатками этого устройства являются следующие. Известный холодильник имеет очень низкую эффективность отвода тепла от горячих спаев термоэлементов, поскольку конструктивное расположение внешнего вентилятора не обеспечивает направленного движения всего потока воздуха к ребрам внешнего радиатора. Эффективность отвода холода от холодных спаев термоэлементов также очень низкая из-за отсутствия циркуляции холодного воздуха в камере холодильника. Еще одним недостатком этого устройства является его низкая надежность при эксплуатации, обусловленная тряской устройства в пути.
Наиболее близкой по технической сущности к заявляемому объекту является термоэлектрический холодильник (2), содержащий теплоизолирующий корпус с расположенным в нем холодильным агрегатом, включающим термобатарею, наружный и внутренний радиаторы и внешний вентилятор, установленный в кожухе, выполненном в виде трубы прямоугольного сечения, заглушенной со стороны
ZtlOD J-t9307
М.КЛ. F 25 В 2Vo2,
H 01 L /3
/32
вентилятора, причем высота и ширина кожуха соответственно равны высоте и ширине радиатора, а длина его не меньше суммы длины радиатора и диаметра вентилятора, а на наружной широкой стороне кожуха выполнено отверстие по диаметру вентилятора.
Недостатками этого известного устройства являются следующие. Эффективность отвода холода от холодильных спаев термоэлементов очень низкая из-за отсутствия циркуляции холодного воздуха в камере холодильника. Также низкой является эффеетивность отвода тепла от горячих спаев термоэлементов, обусловленная тем, что расположение внешнего вентилятора не обеспечивает направленного движения потока воздуха ко всем поверхностям ребер наружного радиатора. При использовании этого холодильника в кабине железнодорожного транспорта обнаруживаются дополнительные существенные конструктивные недостатки, обусловленные тряской в пути. При этой конструкции сотрясения от стенки холодильника передаются всему холодильному агрегату, что приводит к быстрому его разрушению. Это означает низкую надежность эксплуатации известной конструкции холодильника.
Задача, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, состоит в создании недорогого и простого по конструкции экологически чистого термоэлектрического холодильника, имеющего высокую эффективность отвода тепла от горячих спаев и холода от холодных спаев термоэлементов и надежность устройства в эксплуатации. При этом должно быть обеспечено достижение следующих технико-экономических результатов:
-улучшенные технические и эксплуатационные характеристики;
-невысокая стоимость изготовления холодильника и достаточно быстрая его окупаемость.
Предлагается термоэлектрических холодильник, содержащий термоизолирующий корпус с камерой и расположенный в монтажном проеме ее задней стенки холодильный агрегат, включающий термобатарею, внутренний радиатор теплопоглощения и внешние радиатор и вентилятор теплосброса, внутренний вентилятор теплопоглощения. Достижение указанных технических результатов обеспечивается за счет того, что холодильник снабжен базовой планкой с размещенным на ней холодопроводом, а также внутренним вентилятором теплопоглощения, закрепленным в кожухе, при этом базовая планка выполнена в виде пластины с расположенными вдоль ее геометрической оси окнами, число которых соответствует число термоэлементов в термобатарее, а холодопровод выполнен составленным из термоизолированных вкладышей, каждый из которых размещен в окне упомянутой базовой планки и имеет элементы крепления внутренних радиаторов теплопоглощения, а кожух внутреннего вентилятора установлен параллельно внутреннему радиатору теплопоглощения с возможностью образования между ними сообщающихся воздушных каналов, при этом холодильный агрегат имеет герметичную оболочку, а внешний вентилятор размещен так, что его геометрическая ось расположена параллельно ребрам внешнего радиатора теплосброса.
Заявляемая полезная модель может быть признана соответствующей требованиям новизны, поскольку не обнаружен аналог, характеризующийся признаками, идентичными всем существенным признакам полезной модели.
Предлагаемая полезная модель соответствует требованию промышленной применимости, поскольку она изготавливается и используется, например, в железнодорожном транспорте с обеспечением усматриваемого в данной заявке технического результата (см. приложенный рекламный лист). Сущность заявляемого устройства поясняется следующими чертежами:
-фиг. 1 - общий вид термоэлектрического холодильника (в разрезе);
-фиг. 2 - то же, вид А;
-фиг. 3 - то же, сечение А-А;
-фиг. 4 - то же, сечение Б-Б;
-фиг. 5 - базовая планка (поз. 7)
Термоэлектрический холодильник содержит (см. фиг. 1-4) теплоизолирующий корпус 1 с камерой 2 и расположенный в монтажном проеме ее задней стенки холодильный агрегат 3. Холодильный агрегат 3 включает (см. фиг. 1, 2, 3, 4) термобатарею 4, внутренний радиатор теплопоглощения 5, внутренний вентилятор 6, базовую планку 7 (см. фиг. 3, 4, 5) с холодопроводом 8, внешний радиатор теплосброса 9 и внешний вентилятор 10 (см. фиг. 1, 4). Термобатарея 4 составлена (см. фиг. 3) из термоэлементов 11, работающих на эффекте Пельтье, каждый из которых имеет холодный и горячий спаи. Внутренний радиатор 5 теплопоглощения выполнен в виде системы теплоизолирующих радиаторов, каждый из которых содержит основание 12 с ребрами 13 (фиг. 3). При этом внутренний радиатор 5 установлен свободной поверхностью основания вплотную к холодным спаям термоэлементов 11 термобатареи 4 (см. фиг. 3)
Базовая планка 7 выполнена в виде пластины 14 (см. фиг. 3, 5) с расположенными вдоль ее геометрической оси окнами 15, число которых соответствует числу термоэлементов 11 в термобатарее 4. Холодопровод 8 выполнен (см. фиг. 2, 3, 4) составленным из термоизолированных друг от друга вкладышей 16, каждый из которых размещен в окне 15 упомянутой базовой планки 7 и имеет элемент крепления 17 (например, в виде двух винтов) внутренних радиаторов теплопоглощения 5. Внешний радиатор 9 теплопоглощения состоит из системы теплоотводящих радиаторов, каждый из которых содержит основание 18 и ребра 19. При этом внешний радиатор 9 установлен вплотную к поверхностям вкладышей 16 холодопровода 8. Причем каждый вкпадыш 16 скреплен двумя винтами 20 с каждым основанием внешнего радиатора 10. Таким образом, одна сторона вкладышей 16 холодопровода 8 размещена вплотную к холодному спаю термоэлемента 11, а противолежащая сторона каждого вкладыша 16 размещена вплотную к основаниям внутреннего радиатора теплопоглощения 5.
Внутренний вентилятор 6 теплопоглощения установлен в кожухе 21, а кожух 21 установлен (см. фиг. 3, 4) внутри камеры 2 параллельно основанию внутреннего радиатора 5 с возможностью образования между ними (т.е. между ребрами и кожухом) сообщающихся друг с другом каналов 22.
Холодильный агрегат имеет герметичную оболочку 23, которая может быть выполнена, например, из пенополиуретана ГОСТ ППУ-355МФ ТУ6-55-221-1372-94. При этом внешний вентилятор 10 размещен на задней стенке корпуса 1 так, что его геометрическая ось 24 расположена параллельно ребрам внешнего радиатора 9 (см. фиг. 4).
Термоэлектрический холодильник работает следующим образом (см. фиг. 1 - 5). Принцип работы холодильника основан на использовании эффекта Пельтье, когда при пропускании постоянного тока через контакты двух разнородных веществ (металлов, полупроводников), из которых состоит термоэлемент, на одном из контактов происходит поглощение тепла (т.е. охлаждение), а на другом - выделение. Включением тумблера Сеть (на фиг. не показан) подают напряжение к термобатарее 4 холодильного агрегата 3. С этого момента начинается процесс охлаждения холодных спаев термоэлементов 11 и ребер внутреннего радиатора 5 теплопоглощения. При этом внутренний вентилятор 6 осуществляет процесс циркуляции холодного воздуха от радиатора 5 в объем камеры 2 и теплого воздуха из объема камеры 2 к ребрам радиатора теплопоглощения 5. Благодаря конструкции, при которой кожух 21 внутреннего вентилятора 6 теплопоглощения установлен параллельно внутреннему радиатору 5 теплопоглощения с возможностью образования между ними сообщающихся воздушных каналов 22, происходит циркуляция теплого воздуха из камеры 2 по упомянутым каналам 22 к холодным спаям термоэлементов 11 термобатареи 4 и холодного воздуха от холодных спаев термоэлементов 11 через вкладыш 16 холодопровода 8, далее через ребра внутреннего радиатора 5 - в объем камеры 2. Причем внутренний вентилятор 6 осуществляет циркуляцию холодного воздуха внутри камеры 2, что создает условия равномерного и стабильного охлаждения всего объема камеры 2 термоэлектрического холодильника.
Одновременно с процессом охлаждения происходит процесс выделения тепла на горячих спаях термоэлементов 11, передающегося на ребра внешнего радиатора теплосброса 9. Благодаря тому, что внешний вентилятор 10 установлен так, что его геометрическая ось 24 расположена параллельно ребрам внешнего радиатора 9, происходит образование каналами 22 внешнего радиатора 9 направленного потока воздуха, обдувающего максимальную поверхность ребер радиатора 9 и образующего циркулирующий поток, обеспечивающий эффективное удаление тепла во внешнюю среду. Герметичная оболочка 23 из пенополиуретана на холодильном агрегате 3 обеспечивает повышение надежности эксплуатации холодильника благодаря тому, что значительно уменьшаются внешние воздействия на холодильный агрегат.
Из вышесказанного очевидны следующие преимущества предлагаемого термоэлектрического холодильника:
-конструкция отличается компактностью и низкой стоимостью по сравнению с известными;
-конструкция отличается использованием экологически чистого источника холода;
-повышена эффективность отвода тепла от горячих спаев и холода от холодных спаев термоэлементов за счет оригинальных конструкторских решений;
-повышена надежность холодильника при эксплуатации в движущемся железнодорожном транспорте за счет амортизирующего эффекта герметичной оболочки;
-улучшены технические характеристики.
источники ИНФОРМАЦИИ, И СПОЛЬЗУЕМЫЕ В ОПИСАНИИ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ:
1.Встроенный автомобильный холодильник.
Свидетельство на полезную модель №4858, М.кл. Н 01 L %о, 27.06.96.
2.Термоэлектрический холодильник.
Свидетельство на полезную модель №4367, М.кл. F 25 В Vo2, 31.05.96, опубл. 16.08.97 (ПРОТОТИП). Заявитель:
Авторы:
юв А.С.
Иванов А.С. L /
Варламов С.А.
Булдаков С.Н. Диденко И.Б. Открытое акционерное общество  Генеральный директор ОАО РИФ
ХОЛОДИЛЬНИК ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ
Назначение и принцип работы
Холодильник термоэлектрический (ХТЭ) предназначен для хранения продуктов питания и напитков в подвижном составе железнодорожного транспорта локомотивной тяги. Холодильник выпускается в металлическом корпусе с объемом камеры и 80 дм и рассчитан на работу при питании от сети постоянного тока с напряжением 50В или 110В.
По условиям эксплуатации холодильники относятся к встраиваемым малогабаритным приборам, экологически чистым, твердотельным (без жидких теплоносителей). Холодильники термоэлектрические (ХТЭ) изготавливаются в климатическом исполнении УЗ по ГОСТ 15150-69, а для электрической части - по ГОСТ 15543.1-89.
Технические характеристики
Особенности
Холодильник является малогабаритным, встраиваемым.
t Наиболее приемлемый для железнодорожных вагонов термоэлектрический приицип охлажлеиия на основе термоэлектрических модулей (элементов Пельтье) обеспечивает работу без использования жидкостных теплоносителей (фреона), что делает холодильник безопасным и экологически чистым.
хтэ