Каскадное термоэлектрическое устройство охлаждения и нагрева

 

ОП ИСАНЯЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕтЕЛьсуву. 55О705

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) 3 а явлено 21.01.76 (21) 2315697/25 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет—

Опубликовано 15.03.77. Бюллстень № 10

Дата опубликования описания 23.06.77 (51) М. Кл.- Н 01L 35/02

1 асудaрствeннniй камитет

Савета Миннстрав СССР

fl0 делам изобретений и аткрытий (53) УДК 621.362 (088,8) (72) Авторы изобретения А. H. Смирнов, H. И. Горбачев, А. Г. Петровичев и Ю. П. Хорунжин (71) Заявитель

Государственное специальное конструкторское бюро теплофизического приборостроения (54) КАСКАДНОЕ ТЕРМОЭЛ ЕКТР ИЧ ЕСКОЕ УСТРОЙ СТВО

ОХЛАЖДЕНИЯ И НАГРЕВА

Изобретение относится к области приборостроения и может найти применение в различных каскадных термоэлектрических устройствах, используемых для лабораторных исследований в широком диапазоне температур.

Известны каскадные термоэлектрические устройства, в которых переход из режима охлаждения в режим нагрева осуществляется изменением только полярности тока 11, 2).

Эти устройства не обеспечивают надежной работы в режиме нагрева, так как количество тепла, выделяемое на горячих спаях каждого каскада, существенно больше, чем холодопроизводительность последующего каскада.

Известно каскадное термоэлектрическое устройство охлаждения и нагрева, содер>кащее несколько групп термоэлементов, электрически соединенных между собой и источником питания (3). В режиме нагрева в известном устройствс подают напряжение, составляющее 30 — 50 и от номинального напряжения в режиме охлаждения или вводят дополнительный элсктропагреьатсль, работающий при отключении электропитания термоэлементов.

Недостатком известного устройства являстся сло>кпость схемы источника питания, а такжс ограниченная возможность получения максимальных температур пз-за спи>кения величины теплопроизводитсльности.

С целью расширения диапазона рабочих температур и упрощения схемы электропитания в прсдлагаемом устройстве группы термоэлементов соединены с источником питания и между собой посредством контактных групп реле таким образом, что в режиме нагрева часть термоэлементов включена в режим тп охлаждения.

На фиг. 1 приведено каскадное термоэлектрическое устройство, содержащее двухкаскадную термобатарею; на фпг. 2 — схема соединения тсрмоэлементов между собой и источником питания.

Предлагаемое устройство содержит группы 1 — 4, контакты 5 — 9 реле Рь Термоэлементы нижнего каскада разбиты на три группы

1, 2 и 3, термоэлементы верхпого каскада

2о объединены в группу 4, которая включена с группами 2 и 3 нижнего каскада, чтобы в зависимости от полярности ток последовательно проходил по группам 2 — 4 — 3 пли 3 — 4 — 2.

С источником электропитания Е термоэлектрическая батарея соединена через контакт0 ную группу реле Р,, включающий тумблер Bl.

Переключение режима работы батареи осуществляется с помощью тумблера В2.

При включении тумблера Bl постоянный зо ток от источника Е1 проходит через группу 1 термоэлемептов, нормально замкнутые контакты 9 — 10 реле Р„группы 3, 4, 2 термоэлементов и нормально замкнутые контакты 6 — 7 реле Р,. При включении тумблера В2 срабатывает реле Р„замыкаются его контакты 5—

6 и 8 — 9 и изменяется направление постоянного тока в группах термоэлементов 2, 4 и 3 и соответственно меняется режим их работы, в то время как режим работы термоэлементов в группе 1 сохраняется.

Таким образом, если при прохождении тока в направлении от точки а к точке б и от точки г к точке в, каскадное термоэлектрическое устройство работает в режиме охлаждения, то при включении тумблера В2 группа 1 термоэлеменгов не изменяет своего режима, а термоэлементы в группах 2, 3 и 4 переключаются в режим нагрева.

Подбор термоэлементов в группы l, 2 и 3 нижнего каскада осуществляют таким ооразом, что холодопроизводительпость группы 1 близка к теплопроизводности группа 2 и 3 в режиме нагрева и, следовательно, на межкаскадной пластине поддерживается постоянная тем пература, что предотвращает перегрев термоэлемептов верхнего каскада при подаче номипального папряжения. Проходящий по

4 верхнему каскаду номинальный ток позволяет ускорить время нагрева без повреждения термоэлементов.

5 Формула изооретения

Каскадное термоэлектрическое устройство охлаждения и нагрева, содержащее несколько групп термоэлементов, электрически соединеп1о пых между собой и с источником питания, отличающееся тем, что, с целью расширения диапазона рабочих температур и упрощения схемы электропитания, группы термоэлементов соединены с источником питания и

15 между собой посредством контактных групп реле таким образом, что в режиме нагрева часть термоэлементов включена в режим охлаждения.

Источники информации, принятые во вни20 мание при экспертизе:

1. Коленко Е. А. Термоэлектрические охлаждающие приборы. Изд. Наука, Л, 1967 г., стр. 193 — 194 (аналог).

2. Патент Франции ¹ 1339060, кл, Н Olm онубл. 1963 г. (аналог).

3. Патент США № 3666566, кл. 136—

203 опубл. 1972 г. (прототип).

550705

Г

1 !

1

1 а

1

L.Составитель В. Орлов

Техред И. Карандашова

Корректор Л. Орлова

Редактор T. Янова

Подписное

МОТ, Загорский филиал

Заказ 2535 Изд ¹ 287 Тираж 1019

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113(B5, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5