Холодильный термоэлектрический блок

 

Использование: в холодильной технике. Сущность: холодильный термоэлектрический блок содержит два или более термомодулей, на горячих и холодных спаях которых установлены радиаторы. Пространство между радиаторами и полость между горячим и холодным спаями заполнены теплоизоляционным влагонепроницаемым материалом, радиатор горячих спаев выполнен в виде автономных секций, закрепленных только на одном термомодуле, при этом этот радиатор и вентилятор для его обдува размещены в кожухе, имеющем форму диффузора с сужением в сторону радиатора. Отверстия для входа и выхода воздуха выполнены на противоположных торцовых сторонах кожуха. 3 ил.

Изобретение относится к холодильным термоэлектрическим устройствам, использующим эффект Пельтье в полупроводниковых элементах.

Известен холодильный термоэлектрический блок, содержащий два или более термомодулей, на горячих и холодных спаях которых установлены радиаторы с размещенным между ними слоем теплоизоляционного влагонепроницаемого материала, и вентиляторы для обдува радиаторов. Это устройство является наиболее близким к данному изобретению по совокупности существенных признаков. Однако в нем радиатор горячих спаев является общим для всех термомодулей, недостаточно хорошо осуществлен обдув радиаторов. Изобретение направлено на устранение этих недостатков и на решение технической задачи, заключающейся в повышении холодильного коэффициента термоблока за счет уменьшения "паразитного" теплопритока от радиатора горячих спаев к радиатору холодных спаев, обеспечения лучшей контактной теплопроводности между горячими спаями и соответствующим радиатором и интенсификации его обдува. Для решения этой технической задачи в холодильном термоэлектрическом блоке использованы термомодули с предварительно заполненной теплоизоляционным влагонепроницаемым материалом полостью между горячим и холодным спаями, причем радиатор горячих спаев выполнен в виде автономных секций, каждая из которых закреплена только на одном термомодуле, а для обдува выбран вентилятор с диаметром крыльчатки, превышающим высоту радиатора, при этом вентилятор и радиатор размещены в направляющем кожухе с отверстиями для входа и выхода воздуха, выполненными на противоположных торцовых сторонах, и имеющими форму диффузора с сужением в сторону радиатора для создания потока воздуха с повышенной скоростью при обдуве последнего.

На фиг. 1 изображен холодильный термоэлектрический блок, общий вид; на фиг.2 горизонтальный разрез блока по оси вентилятора обдува радиатора холодных спаев; на фиг.3 узел 1 на фиг.2.

Устройство содержит два и более термоэлектрических модуля 1, состоящих из полупроводниковых элементов 2, на холодных и горячих спаях которых установлены контактные пластины 3. На контактных пластинах со стороны холодных спаев термомодулей установлен радиатор 4, предназначенный для отбора тепла от воздуха охлаждаемого объема. Для организации обдува радиатора 4 на нем установлены вентилятор 5 и направляющий кожух 6. На контактных пластинах со стороны горячих спаев термомодулей установлен радиатор 7, предназначенный для сброса тепла в окружающую атмосферу. Для организации обдува радиатора 7 на нем установлены вентилятор 8 и направляющий кожух 9. Отличительной особенностью горячего радиатора является то, что он конструктивно выполнен в виде отдельных (автономных) секций, каждая из которых закреплена только на одном термомодуле блока. Такое решение позволило осуществить полное прилегание секции горячего радиатора 7 к контактной пластине 3 соответствующего термомодуля, исключить влияние на этот фактор разновысотности и непараллельности контактных пластин термомодулей, обеспечив тем самым улучшенную контактную теплопроводность и минимальное тепловое сопротивление. Это позволяет при прочих равных условиях увеличить разность температур между холодным и горячим радиаторами и поднять холодильный коэффициент термоблока в целом. Следующей отличительной особенностью описываемого изобретения является организация обдува горячего и холодного радиаторов. У известного устройства по патенту США N 4472945 отверстия входа воздуха на радиатор и отверстия входа из радиатора расположены в одной плоскости. Это не исключает возможности подсоса части объема воздуха на выходе из радиаторов непосредственно в отверстия входа, что снижает эффективность теплообмена с окружающей средой. В настоящем изобретении вентилятор 8 и радиатор 7 горячих спаев размещены в направляющем кожухе 9 с отверстиями для входа и выхода воздуха, выполненными на противоположных торцевых сторонах. Также отверстия входа и выхода воздуха могут быть выполнены на разных поверхностях: одно, например, на боковой, а другое на торцевой. Такое расположение отверстий полностью исключает подсос воздуха, выходящего из радиатора, в отверстия входа воздуха в радиатор и обеспечивает наиболее эффективный теплообмен воздуха, используемого для обдува радиатора, с воздухом окружающей среды.

В известном из патента США N 4472945 холодильном термоэлектрическом блоке тепловая нагрузка на радиатор горячих спаев значительна. В описываемом изобретении обеспечивается интенсификация теплообмена по горячему контуру блока. Для этого для обдува выбран вентилятор 8 с диаметром крыльчатки, превышающем высоту радиатора 7, что позволило придать кожуху 9 форму диффузора с сужением в сторону радиатора. Воздушный поток в этой зоне ускоряется и коэффициент теплообмена при обдуве радиатора 7 соответственно возрастает.

Между радиаторами 4, 7, установленными соответственно у горячих и холодных спаев термомодулей, размещен слой теплоизоляционного влагонепроницаемого материала 10, например, пенополиуретана-пористого теплоизоляционного материала с замкнутой ячейкой. В данном изобретении приняты дополнительные меры по уменьшению "паразитного" теплопритока от горячего радиатора 7 к радиатору 4 холодных спаев. Для этого в блоке использованы термомодули с предварительно заполненным теплоизоляционным влагонепроницаемым материалом полостью между горячим и холодным спаями. Такое предварительное заполнение позволяет более тщательное и полное заполнение каждого термомодуля в отдельности и блока в целом. Наличие и хорошее качество теплоизоляции значительно уменьшает лучистый теплообмен между холодным и горячим радиаторами 4, 7, исключает в этих зонах конденсацию воды из окружающей среды в виде капельной влаги или кристаллов льда и образование теплопроводящих мостов между радиаторами. Это обеспечивает минимизацию перетока тепла от горячих спаев и холодным.

При использовании этого холодильного термоэлектрического блока максимальный холодильный коэффициент составляет не менее 0,46, что свидетельствует об эффективности данного изобретения.

Формула изобретения

Холодильный термоэлектрический блок, содержащий два или более термомодулей, на горячих и холодных спаях которых установлены радиаторы с размещенным между ними слоем теплоизоляционного влагонепроницаемого материала, и вентиляторы для обдува радиаторов, отличающийся тем, что в блоке использованы термомодули с предварительно заполненной теплоизоляционным влагонепроницаемым материалом полостью между горячим и холодным спаями, причем радиатор горячих спаев выполнен в виде автономных секций, каждая из которых закреплена только на одном термомодуле, а для обдува выбран вентилятор с диаметром крыльчатки, превышающим высоту радиатора, при этом вентилятор и радиатор размещены в направляющем кожухе с отверстиями для входа и выхода воздуха, выполненными на противоположных торцовых сторонах, и имеющем форму диффузора с сужением в сторону радиатора для создания потока воздуха с повышенной скоростью при обдуве последнего.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3