Способ термоэлектрического охлаждения

(21) 4618878/23 - 0 (22) 12.12.88 (46) 07.12.90. Бюл. (71) Институт те АН УССР (72) С.О. Филин и (53) 621.56(088.8) (56) Авторское сви1171652, кл. Р 2(54) СПОСОБ ТЕР ОХЛАЖДЕНИЯ (57) Изобретение мдля охлаждения и,г 1 45 хнической Н.С. Кирп тепло изики ожет быттермоста использовано рования разе диа темпе ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ ГННТ СССР ИСАНИЕ ИЗС)БР тельство СССРВ 21/02, 1986.ОЭЛЕ КТРИЧЕСКОГО Изобретение относится к холодильной технике, в частности к способам охлаждения с помощью термоэлектрических тепловых насосов, и может быть использовано для охлаждения и термостатирования различных миниатюрных объектов.Цель изобретения - повышение экономичности охлаждения при термостатировании объекта,На чертеже представлены временнь. граммы тока, напряженности поля и ратуры объекта.На диаграмме показаны функция 1 тока 1 во времени т, функция 2 напряженности поля Н во времени т и зависимость 3 температуры Т обьекта во времени т. На диаграмме использованы следующие обозначения: Т, - температура окружающей среды; Т, - нижний предел диапазона регулиро- О.ис.сд Лвания температуры; Т, Т, - температуры статирования в режиме оптимального тока /и в комбинироганном режиме соответственно; оТ, - допустимое отклонение температуры статирования (погрешность статирования); т, - время выхода в режим.Способ термоэлектрического охлаждения реализуется следующим образом. личных миниатюрных объектов. Цель изобретения - повышение экономичности охлаждения при термостатировании объекта. Для этого питание термобатареи осуществляют в комбинированном зажиме: оптимальный ток - прямоугольный импульс, а включение,1 агнитного поля, воздействующего на термобатарею, осуществляют в импульсном режиме. Причем чередуюг импульсы тока и поля, выдерживая величину импульса поля соответствующей дополнителыюму снижениюю температуры от прямоугольного импульса така. 1 ил. На термоэлектрическую батарею,установленную в зазоре магнитной системы с обеспечением теплового контакта холодных спаси с охлаждаемы.з объектом, а горячих синев с теплообменником, от источника питания подают постоянный ток, величину которого 1 устанавливают соответствую.цей максимальной разности температур Т - То, достижимой в стационарном режиме охлаждения. Спустя некоторое время температура объекта достигает значения Т;". Дальнейшее понижение температуры объекта осуществляют наложением прямоугольного импульса тока на стационарный ток /О, а цоддержание температуры объекта на заданном уровне, т.е. термостатирование, осуществляют чередованием импульсов тока и импульсов поля, постоянной напряженности путем его кратковременного включения. Оптимальная величина импульса тока определяется соотношением (/1=-г/р,где г - сопротивление термоэлемента; р - контактное сопротивление.Длительность импульса тока опредсляется величинами Т, и ЬТ, и подбирается экспериментально. Величину импульса поля устанавливают такой, цтобы обеспечить экви1612187 формула изобретения Т,Л Тато Составитель В. Добротвнко Техред А. КравчукТираж 451ственного комитета по изобретениям и3035, Москва, Ж - 35, Раушскаяо-издательский комбинат Патент, г. орцевКорректор Л. ПатайПодписноеоткрытиям при ГКНТ СССнаб., д. 4/5Ужгород, ул. Гагарина, 1 О Редактор.В. Д Заказ 3825 ВНИИПИ ГосудаПроизводственн валентное импульсу тока дополнительное снижение температуры, причем зависимость Т, (О) также устанавливают экспериментально, Длительность импульса поля зависит от БТ интенсивности теплопритоков к объекту и времени релаксации термобатареи, т.е. от максимально допустимой частоты следования токовых импульсов, которая в свою очередь определяется конструктивными параметрами и условиями теплообмена со средами.На чертеже представлен пример термостатирования объекта, когда Т) То,т.е,кна уровне несколько выше минимально дос-, тижимого, В этом случае импульсы тока и поля следуют с паузами между собой, во время которых температура обьекта ловышается в пределах ЬТо. В рассматриваемом случае можно применить дифференциальный закон регулирования, при котором включение и отключение управляющих импульсов осуществляется при выходе температуры за установленные пределы. Необходимость строгой выдержки величины импульса тока объясняется следующим образом. Если величина импульса недостаточна, т.е. не обеспечивает поддержание температуры об ьекта на уровне Т то кривая 3 на участке а пойдет не вниз, а вверх. Таким образом, нарушится режим термостатирования. Если мощность будет избыточна, температура объекта быстро достигнет нижнего предела установленного дифференциала, длительность импульса и полуцикла (импульс+пауза) сократится и окажется меньше упомянутого времени релаксации термобатареи, т.е. она будет еще не готова к приему очередного импульса тока, а значит режим статирования тоже нарушится. Чем выше тепловая нагрузка, тем более жесткие ограничения накладываются на повышение 5 величины Н. Вовторой фазе выхода в режим при переходе с То на То можно использовать импульс тока большей длительности, либо эта фаза может захватить несколько первых импульсов тока и поля.В случае статирования объекта на нижнем пределе Тоимпульсы следуют друг за другом вплотную без пауз, а колебания температуры объекта в пределах БТО практи.15 чески не наблюдаются. Способ термоэлектрического охлаждения путем регулирования температуры охлаждаемого объекта изменением величины тока питания термобатареи и воздействием на нее магнитным полем с регулируемой напряженностью, отличающийся тем, что, с целью повышения экономичности процесса 25 охлаждения при термостатировании объекта,питание термобатареи осуществляют в комбинированном режиме оптимальный ток - прямоугольный импульс, а включение магнитного поля осуществляют в импульсном режиме, причем чередуют импульсы тока и поля, ЗО выдерживая величину импульса поля соответствующей дополнительному снижению температуры от прямоугольного импульса тока.