Термоэлектрический льдогенератор

Сеюз Советскик Соцналнстнческик Республик(5)м. кл.з с присоединением заявки йо Р 25 С 1/12Р 25 В 21/02 Государственный коиитет СССР но аеааи нзобретеннй н открытнй(71) Заявитель Научно-исследовательский и экспериментальный институт автомобильного электрооборудования и автоприборов(54) ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ЛЬДОГЕНЕРАТОР Достигается это тем, что термоэлектрический льдогенератор снабжен кассетой из теплопроводного материала с ребрами, размещенными в промежутках между ребрами металлической пластины,. при этом кассета установлена с воэможностью вертикального перемещения, а верхнее ее основание связано с теплообменником горячих спаев посредством капилляра; ребра Изобретение относится к холодильной технике, а именно к термоэлектрическим льдогенераторам использованием эффекта Пельтье.Известен термоэлектрический льдогенератор, включающий теплоиэолированную ванну, заполняемую водой, термобатарею с горячими и холодными спаями, теплообменник горячих спаев и размещенную в ванне металлическую пластину для намораживания льда, примыкающую к холодным спаям батареи 1) .Недостатком .данного льдогенератора является низкая энергетическая эффективность, обусловленная продолжительностью процесса образования льда из-за значительного термосопротивления нарастающего льда при малой поверхности его контакта 20 с пластиной.Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является другой термоэлектрический льдогенератор, содержащий термобатарею с горячими и холодными спаями, теплоизолированную ванну для замораживания воды с теплоизолирующей крышкой, примыкающую к холодным спаям оребренную 30 металлическую пластину для намораживания льда и теплообменник горячих спаев с вентилятором 2,Однако данный льдогенератор обладает относительно невысокой холодопроизводительностью и соответственно низкой эффективностью вследствиебольшого термосопротивления массыльда, размещенной между водой иохлаждаемыми поверхностями пластиныи ее ребер, а также из-за высокихзначений температур воздуха в теплообменнике горячих спаев. Помимоэтого, льдогенератор не обеспечиваетвоэможности контроля и регулирования количества получаемого льда,Цель изобретения - повышение эффективности и удобства эксплуатациильдогенератора.кассеты могут быть выполнены в виде пружин.На фиг. 1 схематически изображен предлагаемый льдогенератор, общий вид; на фиг. 2 - место контакта ребра металлической пластины с пружиной кассеты.. Термоэлектрический льдогенератор содержит термобатарею 1 с горячими и холодными спаями 2 и 3, теплообменник 4 горячих спаев 2, вентилятор 5, заполняемую водой ванну б, металлическую пластину 7 для наморажинания льда с ребрами 8, примыкающую к холодным спаям 3, теплоизоляцию 9 нанны б, теплоизолирующую крышку 10, кассету 11 с ребрами 12 из теплопронодного материала, размещаемыми н промежутках 13 между ребрами 8, вертикальную штангу 14, соединяющую крышку 10 с кассетой 11, капилляр 15, сообщающий верхнее основание кассеты 11 с нижней частью (поддоном) теплообменника 4 и проходящий через стенку ванны б и ее теплоизоляцию 9, указатели 16 и 17 количества получаемого льда, размещенные соответстненно на штанге 14 и на капилляре 15, отверстие 18 в крышке 10 для залива воды и воздушник 19 в капилляре 15.Работа 1 редлагаемого устройства осуществляется следующим образом. Ванна 6 заполняется водой до уровня, находящегося выше уровня расположения воздушника 19, при этом последний открыт и через него в атмосферу выходит воздух из капилляра 15. Затем воздушник 19 закрывается. Вертикальным перемещением штанги 14 кассета 11 приводится н положение, соответствующее необходимому количеству (в граммах или н см ) получаемого льда. Минимальному количеству получаемого льда соответствует положение ребер 12 до упора с пластиной 7. При необходимости производства большего количестна льда ребра 12 устанавливаются на соотнетствующую дж танцию от пластины 7. Заданному количеству производимого льда соответствует положение указателя 16 на штанге 14 относительно верхней плоскости крышки 10. Далее включается электропитание электродвигателя вентилятора 5 и термобатареи 1. При этом на горячих спаях 2 термобатареи выделяется тепло, которое через теплообменник 4 передается з поток воздуха, организуемый вентилятором 5. Холодные спаи 3 термобатареи 1 поглощают поток тепла, поступающий из охлаждаемой, а затем заморажинаемой воды, залитой в ванну б. Часть потока тепла к холодным спаям 3 поступает из атмосферы через теплоизоляцию 9 и тепло- изолирующую крышку 10. Поток тепла60 65 всей массы воды в кассете 11. Моменту полного замораживания соответствует образование льда на уровневерхнего основания кассеты 11,при этом образовавшийся лед запирает капилляр 15 на этом уровне иэ объема воды н ванне 6 поступаетк холодным спаям 3 через ребра 12,и 8, слой 13 воды иэ льда в промежутках между этими ребрами, а далеечерез металлическую пластину 7, примыкающую к холодным спаям 3. Намораживание льда сначала происходит начасти верхнего основания пластины 7,свободной от ребер 8, затем на поверхности ребер 8. Нарастающий слойльда приходит в соприкосновениес нижними торцами ребер 12 кассеты 11и, благодаря тому, что коэффициенттеплопроводности льда больше ( в 4раза) коэффициента теплопроводностиводы, термическое сопротивление 15 между торцами ребер 12 и пластиной7 уменьшается. За счет этого ребра12 кассеты 11 становятся дополнительными проводниками тепла в направлении к холодным спаям 3 термо О батареи 1, что приводит к увеличениюхладопроизводительности термобатареи. В процессе охлаждения воды изатем намерзания льда н капилляр 15,в месте его соединения с верхнимоснонанием кассеты 11, поступаетвода, которая по капилляру 15 поступает затем в поддон теплообменника 4. Теплообменник 4 может бытьныполнен в виде металлических пластин, находящихся в тепловом кон такте с горячими спаями 2 термобатареи 1," между металлическими пластинами можно разместить пластиныиз пористого материала, находящиесяв контакте с водой в поддоне и с 35 потоком воздуха, движущегося черезтеплообменник 4. При этом имеетместо испарительное охлаждение потока воздуха при его контакте сосмоченными поверхностями пористых 40 пластин теплообменника, Например,при температуре атмосферного воздуОха 30 С, его относительной влажности35 и расходе 30 кг/ч испарительноеохлаждение позволяет снизить темпе Ратуру на 10 С, при этом расход испаряющейся воды составит 130 г/ч.Испарительное охлаждение потокавоздуха, в свою очередь охлаждающего горячие спаи 2 термобатареи 1, 50позволяет повысить производительность льдогенератора и соответственно его энергетическую эффективностьБлагодаря соединению верхнегооснования кассеты 11 посредствомкапилляра 15 с теплообменником 4(при определенном запасе воды вванне 6), подача воды через капилляр 15 н теплообменник 4 прекращается в момент полного замораживанияФормуяа изобретения Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР9 314982, кл. Г 25 С 1/12, 1971.2. Авторское свидетельстно СССРР 182745, кл. Г 25 С 1/12, 1966(прототип). и тем самым препятствует поступлению воды в теплообменник 4. Количество заливаемой в ванну б воды выбирается таким образом, чтобы в моментполного замерзания воды в объемекассеты 11 еще оставался над кас 5сетой некоторый запас воды, соответствующий уровню, регистрируемомуна водомерном стекле указателя 17,При этом момент полного замерзания воды в объеме кассеты может регистрироваться визуально при остановке перемещения уровня воды вводомерном стекле. После полученияльда переключается полярность электропитания термобатареи 1, в льдогенератор через пластину 7 поступает 15тепло, идущее на оттаивание льдав месте его контакта с пластиной7 и поверхностью ребер 8. После оттаивания льда на этих поверхностяхкассета 11 с крышкой 10 при помощи щштанги 14 извлекается из ванны б.Выполнение капилляра 15 на участкемежду верхним основанием кассеты11 и стенкой ванны 6 с определеннымзапасом по длине позволяет перенестиизъятую из ванны 6 кассету 11 нанеобходимую дистанцию от льдогенератора и далее поместить кассетусо льдом в стакан с питьевой водой,где лед оттаивает от ребер 12 ипереходит в стакан,3 ОЭнергетическая эффективность иудобство эксплуатации льдогенератора дополнительно повышаются благодаря выполнению ребер 12 в видепружин (фиг. 2). При этом, независимо от заданного количества получаемого льда и соответственно независимо от уровня установки верхнего основания кассеты 11 в ванне 6,ребра 12 всегда находятся в тепловом 4 Оконтакте с пластиной 7. За счетэтого уменьшается термическое сопротивление между пластиной 7 и торцами ребер 12, повышаются холодопроизводительность термобатареи 1, 45производительность и соответственноэнергетическая эффективность льдогенератора в целом. Кроме того,выполнение ребер 12 в виде пружиноблегчает процесс освобождениякассеты 11 от массы полученного льда после погружения кассеты в стакан с питьевой водой.Таким образом, наличие кассеты 11 с ребрами 12 из теплопроводного материала с воэможностью перемещения в вертикальном направлении при соединении верхнего основания кассеты 11 с теплообменником 4 позволяет увеличить производительность льдогенератора, обеспечить возможность контроля и регулирования количества получаемого льда и, тем самым, повысить энергетическую эффективность и удобство эксплуатации устройства.Предлагаемый льдогенератор может найти применение на автотранспорте, в производстве товаров народного потребления, в специальных отраслях холодильной техники. 1. Термоэлектрический льдогенератор, содержащий термобатарею с горячими и холодными спаями, теппоизолированную ванну для замораживания воды с теплоизолирующей крышкой, примыкающую к холодным спаям оребренную металлическую пластину для намораживания льда и теплообменник горячих спаен с вентилятором, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения эффективности и удобства эксплуатации, он снабжен кассетой с ребрами из теплопроводного материала, размещенными в промежутках между ребрами металлической пластины, при этом кассета установлена с возможностью вертикального перемещения, а верхнее ее основание связано с теплообменником горячих спаев посредством капилляра.2. Льдогенератор по и. 1, о тличающий с я тем, чторебра кассеты выполнены н ниде пружин.Закаэ 1785/59В е 4 лиал ППППатент , г. Ужгород, ул. Проектна Тираж 5ИИНИ ГосУДпо делам35, Москва ственного комитеобретений и открЖ, Раушская н Под пи СССР ий