Способ производства льда в термоэлектрическом льдогенераторе

 

Изобретение относится к холодильной технике, а именно к льдогенераторам, работающим на полупроводниковых элементах и предназначенным для использования в быту, научных и медицинских учреждениях. Цель изобретения - повышение производительности льдогенератора путем ускорения извлечения льда из льдоформы. Способ производства льда в термоэлектрическом льдогенераторе включает заливку воды в льдоформу, охлаждение воды при одновременном воздействии на воду магнитным полем, оттаивание льда от стенок льдоформы и извлечение льда, причем оттаивание осуществляют импульсами постоянного тока обратной полярности при скважности 0,3-0,5, амплитуде импульса, равной 2-3 величинам тока режима охлаждения, при этом ось симметрии льдоформы отклоняют от вертикали на 5 - 10 °. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1508062 А 1 (59 4 F 25 С 1/12

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCKOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

3- а„

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

IlO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4344475/28-13 (22) 17.12.87 (46) 15.09.89. Бюл. № 34 (71) Опытно-конструкторское технологическое бюро «Укрторгтехника» (72) С. О. Филин, Ю. А. Смирнов, С. А. Лавров и И. М. Тимошок (72) 621.582(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1129471, кл. F 25 С 1/12, 1983 (прототип).

Анатычук Л. И. Термоэлементы и термоэлектрические устройства. Справочник, Киев:

«Наукова думка», 1979, с. 185. (54) СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ЛЬДА

В ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКОМ ЛЬДОГЕНЕРАТОРЕ (57) Изобретение относится к холодильной технике, а именно к льдогенераторам, ра2 ботаюшим на полупроводниковых элементах и предназначенным для использования в быту, в научных и медицинских учреждениях. Цель изобретения — повышение производительности льдогенератора путем ускорения извлечения льда из льдоформы. Способ производства льда в термоэлектрическом льдогенераторе включает заливку воды в льдоформу, охлаждение воды при одновременном воздействии на воду магнитным полем, оттаивание льда от стенок льдоформы и извлечение льда, причем оттаивание осуществляют импульсами постоянного тока обратной полярности при скважности 0,3—

0,5, амплитуде импульса, равной 2 — 3 величинам тока режима охлаждения. При этом ось симметрии льдоформы отклоняют от вертикали на 5 — 10 . 2 ил.

1508062

Изобретение относится к холодильной технике, к льдогенераторам малой производительности, работающим на полупроводниковых элементах и предназначенным для использования в быту, в научных и медицинских учреждениях.

Цель изобретения — повышение производительности льдогенератора путем ускорения извлечения льда из льдоформы.

На фиг. 1 представлена схема устройства; на фиг. 2 — диаграмма тока питания термобатареи (время т — цикл получения льда по способу-прототипу, т" — по предлагаемому способу) .

Терм оэлектр ически и льдогенер атор содержит термоэлектрические элементы 1 и 2, льдоформу 3, боковые стенки которой образованы коммутирующим спаи термоэлектрической батареи элементом 4, выполненным в виде соленоида. Для предотвращения замыкания между соседними витками соленоида меж витковое пространство заполнено диэлектрическим наполнителем 5.

Диэлектрический наполнитель одновременно является теплоизоляцией льдоформы 3. Днище 6 льдоформы 3 выполнено из электропроводного материала, обладающего хорошей теплопроводностью, и представляет собой цилиндр с выступом 7, соединенный с соленоидом 4 и термоэлементом 1, а через обратный виток 8 соленоида — с термоэлементом 2. Между днищем 6 и витком 8 соленоида имеется теплопереход 9. Токоподводы 10 и 11 термоэлектрических элементов 1 и 2 через теплопереход 12 сопряжены с теплообменником 13.

Все элементы конструкции — токоподвод 10, термоэлемент 1, днище 6, коммутирующий элемент 4, обратный виток 8 соленоида, термоэлемент 2, токоподвод 11, последовательно соединены между собой и подключены к источнику постоянного тока.

Льдогенератор может содержать несколько объединенных льдоформ.

Способ осуществляется следующим образом.

Льдоформу 3 заполняют водой и токоподводами 10 и 11 подключают термоэлементы 1 и 2 к источнику постоянного тока в режиме охлаждения. Вследствие эффекта

Пельтье коммутационный элемент 4 холодных спаев термоэлектрических элементов 1 и 2 охл аждается. П осредством теплопроводности охлаждается днище 6, находящееся в тепловом контакте с коммутационным элементом 4 холодных спаев термоэлектрических элементов 1 и 2 посредством теплоперехода 9. При этом происходит охлаждение льдоформы 3 и воды в ней. Ток, проходя по катушке соленоида 4, создает в объеме льдоформы 3 магнитное поле, что ускоряет процесс кристаллизации льда и сообщает ему магнитные свойства, обусловленные поляризацией молекул воды в процессе образования льда в магнитном поле.

После кристаллизации воды в льдоформе термоэлементы переключают на оттайку, для чего изменяют полярность тока питания и ведут этот процесс в импульсном режиме.

Параметры импульсного питания определяют следующим образом.

Теплота, необходимая для прогрева льдоформы до +2 — +4 С, определяется заштрихованной площадью на фиг. 2. Пунктиром показан режим оттайки стационарным током по способу-прототипу. 3а фиксированное время оттайки тепловая мощность термобатареи при импульсном и стационарном питаниях должна быть одинакова. Это условие определяет взаимосвязь амплитуды импульса и скважности (отношение длительности импульса к длительности паузы). Максимальная величина амплитуды ограничивается тепловыми и конструктивными параметрами термобатареи, т. е. ее устойчивостью к токовым перегрузкам. Для выпускаемых модулей (ТЭМО, Микрон, Селен) отношение предельно допустимого импульсного тока, при котором не наблюдается разрушение батареи, к оптимальному стационарному току, составляет 2,5 — 3. Величина скважности при этом составляет 0,3 — 0,5.

В режиме оттайки теплота выделяется в термоэлементе за счет эффектов Пельтье и Джоуля. При этом разогревается и элемент 4 (соленоид). Выделяющуюся теплоту воспринимает лед. Тонкий пограничный слой льда одновременно подтаивает у днища и у стенок льдоформы 31. После нескольких импульсов тока (на фиг. 2 — после трех) суммарное подведенное тепло обеспечивает полную оттайку, и при воздействии дополнительного импульса электромагнитной силе уже не противодействует сила когезии, а только сила инерции массы.

Импульс электромагнитной силы направлен вверх по оси соленоида. Этот импульс выталкивает лед вверх вдоль оси льдоформы а его величина подбирается вариацией числа витков соленоида таким образом, чтобы вылет кубика находился в пределах 5 — 20 см над уровнем льдоформы. Чтобы кубик льда не упал обратно в льдоформу, а попал в льдоприемник, отклоняют ось льдоформы от вертикали на 5 — 10 (фиг. 1). Отклонение льдоформы может быть реализовано как путем наклона блока льдоформ, например электромагнитным приводом, так и конструктивно если на неподвижной основе выполнить льдоформы, имеющие в сечении форму параллелограмма, ось которого отклонена от вертикали ыа тот же угол. После выброса кубика льдоформу 3 заполняют водой, переключают термобатарею в режим охлаждения и цикл повторяют.

Способ позволяет осуществить выемку льда из льдоформы, не прибегая к специальным приспособлениям и механизмам. Если операции выемки льда вручную или поворотом льдоформы занимают 20 — 60 с, то в!

508062

Составитель Е. Ильин

Редактор И. Касарда Техред И. Верес Корректор Э. Лончакова

Заказ 5529 43 Тираж 462 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4 5

Производственно-издательский комбинат «Патент», г. Ужгород, ул. Гагарина, 101 предлагаемом способе выемка производится за доли секунды. Учитывая, что выделение теплоты Джоуля в элементе 4 пропорционально квадрату тока, то предлагаемый способ позволяет сократить и время разогрева льдоформы, а в совокупности цикл получения льда сокращается на 7 — 8% с соответствующим увеличением производительности л ьдоген е р атор а.

Формула изобретения 30

Способ производства льда в термоэлектрическом льдогенераторе, включающий заливку воды в льдоформу льдогенератора, охлаждение воды при одновременном воздействии на воду магнитным полем, оттаивание льда от стенок льдоформы и извлечение льда, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности путем ускорения извлечения льда из льдоформы, оттаивание осуществляют импульсами постоянного тока обратной полярности при скважности О,З вЂ” 0,5, амплитуде импульса, равной

2 — 3 величины тока режима охлаждения, при этом льдоформу отклоняют от вертикали на 5 — 10 .