Автомобильный термоэлектрический холодильник

 

Использование: в качестве автомобильного холодильника. Сущность изобретения: автомобильный термоэлектрический холодильник содержит от 2 до 10 термобатарей, на "горячих" и "холодных" спаях которых закреплены тепловые трубы с теплоносителем. Холодильник снабжен устройством попеременного включения термобатарей. При выключении термобатареи тепловая труба "холодных" спаев служит тепловым затвором, препятствуя обратному току тепла от "горячих" спаев термобатареи в холодильную камеру. 1 ил.

Изобретение относится к термоэлектрическим охлаждающим устройствам, применяемым в качестве автомобильных, бытовых, переносных холодильников.

Известны термоэлектрические автомобильные холодильники с естественным конвективным, а также принудительным воздушным и водяным охлаждением теплообменника "горячих" спаев термобатареи, термоэлектрические холодильники с использованием аккумулятора холода, имеющие дополнительную камеру или теплопроводящий мост.

Известны холодильники, где охлаждение "горячих" спаев термобатареи осуществляется за счет изменения агрегатного состояния вещества хладоносителя.

Наиболее близким к изобретению является термоэлектрический холодильник, имеющий термобатарею и тепловую трубу, укрепленную на "горячих" спаях термобатареи, заполненную промежуточным теплоносителем, изменяющим свое агрегатное состояние при циркуляции между зонами конденсации и испарения.

Однако в таком устройстве работа термобатарей холодильника в непрерывном режиме требует большого энергопотребления. При отключении холодильника температуры в холодильной камере сразу начинает повышаться за счет проникновения теплового потока через термобатарею. Это обусловлено тем, что на холодных спаях термобатареи отсутствуют тепловые затворы. На стоянках автомобиля, после отключения двигателя, включенный холодильник разряжает аккумулятор.

Целью изобретения является снижение энергопотребления, увеличение холодопроизводительности, скорости снижения температуры и повышение теплоизоляции.

Указанная цель достигается тем, что автомобильный холодильник содержит от 2 до 10 термобатарей, работающих поочередно или попарно, расположенных на боковых стенках камеры. Использование менее двух термобатарей не позволит достичь необходимой холодопроизводительности в камере холодильника при периодическом включении батареи. Использование более десяти термобатарей увеличит стоимость, энергопотребление и массу устройства.

Поочередное (если в устройстве 2 или 3 термобатареи) и попарное (4; 6; 8; 10 термобатарей) включение термобатарей снижает энергопотребление и позволяет в течение длительного времени поддерживать в камере холодильника низкую температуру.

На "холодных" и "горячих" спаях каждой термобатареи закреплены тепловые трубы. Тепловая труба со стороны "горячих" спаев выполнена в виде металлического резервуара с оребрением наружной стенки, которая составляет часть стенки наружного корпуса холодильника. Тепловая труба заполнена промежуточным теплоносителем (например, водой, ацетоном, пентаном), изменяющим свое агрегатное состояние при циркуляции между зонами конденсации и испарения. Тепловая труба "холодных" спаев также представляет собой металлический резервуар с теплоносителем, усиливающим холодопроизводительность термобатарей и увеличивающим скорость снижения температуры за счет изменения агрегатного состояния теплоносителя. Кроме того, при периодическом выключении термобатарей тепловая труба "холодных" спаев служит тепловым затвором, препятствуя течению теплового потока от "горячих" спаев в рабочий объем холодильника. Это достигается тем, что теплопереход "холодных" спаев термобатареи крепится к верхней части тепловой трубы, где теплоноситель находится в парообразном состоянии. Теплопроводность пара на порядок меньше теплопроводности жидкости. При выключении термобатареи, когда происходит обратный ход тепла от "горячих" спаев к "холодным", пары теплоносителя препятствуют току этого тепла в камеру холодильника.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает что предложенный, автомобильный холодильник отличается высокой холодопроизводительностью при небольшом энергопотреблении за счет поочередной работы термобатарей и повышенной теплоизоляцией, обеспечиваемой тепловыми затворами. Таким образом, заявляемое устройство соответствует критерию "Новизна".

Признаки, отличающие предложенное техническое решение от прототипа не выявлены в других технических решениях при изучении данной и смежной области техники, следовательно, обеспечивают ему соответствие критерию "существенные отличия".

На чертеже изображена схема автомобильного холодильника.

Он имеет два корпуса, выполненных из пластмассы, например полистирола: наружный 1 и внутренний 2. Пространство между корпусами заполнено теплоизолирующим материалом 3, например пенопластом. На боковых стенках камер укреплены термоэлектрические батареи 4. Каждая термобатарея имеет тепловую трубу 5, укрепленную на "горячих" спаях термобатареи, в виде металлического резервуара с охлаждающей жидкостью. Наружная оребренная поверхность этого резервуара устанавливается в пазы наружного пластмассового корпуса холодильника.

На "холодных" спаях термобатарей также укреплена тепловая труба 6 с теплоносителем. Наружная стенка этой тепловой трубы устанавливается в пазы внутреннего корпуса холодильника. Электронный блок попеременного включения термобатарей 7 размещен в одной из стенок холодильника. Холодильник плотно закрывается крышкой 8.

Устройство работает следующим образом.

Термобатареи 4, расположенные в боковых стенках холодильника, работают независимо друг от друга и подключаются попарно. Они электрически связаны с генератором или аккумулятором автомобиля и электронным блоком 7. Поочередное включение термобатарей снижает энергопотребление устройства, что особенно важно при работе холодильника от аккумулятора на стоянке.

Тепловая труба "холодных" спаев 6 при работе термобатареи усиливает ее холодильный ресурс, осуществляя эффективный тепловой контакт между термобатареей и холодильной камерой. При выключении термобатареи тепловая труба "холодных" спаев служит тепловым затвором, препятствуя обратному току тепла от "горячих" спаев термобатареи в холодильную камеру. Это обеспечивается тем, что теплопереход термобатареи соприкасается с той частью тепловой трубы, где она заполнена паром, теплопроводность которого ниже теплопроводности жидкости. Проникновение тепа в камеру при выключенных термобатареях происходит лишь через стенки тепловой трубы и только незначительная часть передается через объем радиатора с паром.

На теплопереходах "горячих" спаев термобатареи укреплена тепловая труба 5, которая своей ребристой поверхностью соприкасается с окружающей средой. Таким образом обеспечивается теплообмен "у горячих " спаев термобатарей.

Предлагаемый термоэлектрический автомобильный холодильник в сравнении с прототипом позволяет за счет попеременной работы термобатарей и использования тепловой трубы на "холодных" спаях термобатарей снизить энергопотребление на 20% ; увеличить холодопроизводительность термобатарей; увеличить скорость снижения температуры в камере холодильника; более длительное время поддерживать низкую температуру в холодильной камере. (56) Авторское свидетельство СССР N 464769, кл. F 25 B 21/02.

Формула изобретения

АВТОМОБИЛЬНЫЙ ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ХОЛОДИЛЬНИК, содержащий термобатарею с тепловой трубой, заполненной теплоносителем для охлаждения горячих спаев, отличающийся тем, что содержит 2 - 10 термобатарей, на холодных спаях которых закреплена тепловая труба с теплоносителем, и снабжен устройством попеременного включения термобатарей.

РИСУНКИ

Рисунок 1