[go: up one dir, main page]

RU2234647C1 - Compact thermoelectric cooler - Google Patents

Compact thermoelectric cooler Download PDF

Info

Publication number
RU2234647C1
RU2234647C1 RU2002131779/06A RU2002131779A RU2234647C1 RU 2234647 C1 RU2234647 C1 RU 2234647C1 RU 2002131779/06 A RU2002131779/06 A RU 2002131779/06A RU 2002131779 A RU2002131779 A RU 2002131779A RU 2234647 C1 RU2234647 C1 RU 2234647C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
heat
frame
plate
wall
block
Prior art date
Application number
RU2002131779/06A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2002131779A (en
Inventor
А.С. Иванов (RU)
А.С. Иванов
нов В.В. Емель (RU)
В.В. Емельянов
Н.Н. Хвостенко (RU)
Н.Н. Хвостенко
Original Assignee
Открытое акционерное общество "РИФ"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Открытое акционерное общество "РИФ" filed Critical Открытое акционерное общество "РИФ"
Priority to RU2002131779/06A priority Critical patent/RU2234647C1/en
Publication of RU2002131779A publication Critical patent/RU2002131779A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2234647C1 publication Critical patent/RU2234647C1/en

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2321/00Details of machines, plants or systems, using electric or magnetic effects
    • F25B2321/02Details of machines, plants or systems, using electric or magnetic effects using Peltier effects; using Nernst-Ettinghausen effects
    • F25B2321/023Mounting details thereof
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2321/00Details of machines, plants or systems, using electric or magnetic effects
    • F25B2321/02Details of machines, plants or systems, using electric or magnetic effects using Peltier effects; using Nernst-Ettinghausen effects
    • F25B2321/025Removal of heat
    • F25B2321/0251Removal of heat by a gas

Landscapes

  • Devices That Are Associated With Refrigeration Equipment (AREA)

Abstract

FIELD: refrigeration equipment, namely thermoelectric coolers with small volume designed for cooling and storing cooled food products, drinks, possibly used as separate module for domestic kitchen furniture.
SUBSTANCE: thermoelectric cooler includes heat insulation chamber with door, free walls and block-wall. The last includes plate supporting thermal modules, each module has cold and hot sides. Heat separation holder for block-wall is in the form of frame mounted in port of chamber under block-wall. The last is secured to frame with possibility of heat contact of its plate with outer hot radiator. Plate is mounted on frame in heat insulation members.
EFFECT: reduced power consumption, simplified structure, improved procedure of mounting and dismounting, improved efficiency of heat dissipation.
3 dwg

Description

Изобретение относится к холодильной технике, а именно к термоэлектрическим холодильникам с малым объемом, предназначенным для охлаждения и сохранения в охлажденном виде продуктов питания и напитков, и может найти широкое применение в качестве встраиваемого модуля в бытовую кухонную мебель, в транспортных средствах, например для локомотивных бригад железнодорожного транспорта, купе проводника пассажирского вагона, в офисе, кают-компании.The invention relates to refrigeration, in particular to thermoelectric refrigerators with a small volume, designed to cool and keep food and drinks refrigerated, and can be widely used as a built-in module in domestic kitchen furniture, in vehicles, for example, for locomotive brigades railway transport, compartment of a passenger car conductor, in the office, wardroom.

В настоящее время при создании конструкции встроенных в мебель небольших холодильников на термоэлектрических модулях, принцип работы которых основан на эффекте Пельтье, существует проблема повышения эффективности отвода тепла от горячей стороны термомодуля. Эту задачу решают, создавая разные конструкции термоэлектрических холодильников.Currently, when creating the design of small refrigerators with thermoelectric modules built into furniture, the principle of operation of which is based on the Peltier effect, there is a problem of increasing the efficiency of heat removal from the hot side of the thermal module. This problem is solved by creating different designs of thermoelectric refrigerators.

Так, известен портативный термоэлектрический холодильник (1), содержащий термоизолированный корпус с дверцей, уплотнитель, холодильную камеру, горячий и холодный рассеиватели, контактирующий через тепловой контакт с ними термоэлектрический блок и систему питания и управления. Для обеспечения заданного перепада температур в нем применен горячий наружный рассеиватель, который находится в тепловом контакте с термоэлектрическим блоком и расположен в противоположной стороне от первой торцевой стенки камеры. Он имеет основание, выполненное из теплопроводного металла и множество расположенных рядом параллельных ребер, перпендикулярных основанию, а в качестве внутреннего холодного рассеивателя использована облицовка камеры из монолитного теплопроводного материала.For example, a portable thermoelectric refrigerator (1) is known, comprising a thermally insulated case with a door, a sealant, a refrigerator, hot and cold diffusers, a thermoelectric unit and a power and control system in contact with them through thermal contact. To ensure a given temperature difference, a hot external diffuser is used in it, which is in thermal contact with the thermoelectric unit and is located on the opposite side from the first end wall of the chamber. It has a base made of heat-conducting metal and many parallel ribs located adjacent to it, perpendicular to the base, and a camera lining made of a monolithic heat-conducting material is used as an internal cold diffuser.

Недостатками этого устройства являются следующие. При развитии поверхности горячего наружного рассеивателя традиционным способом (увеличением его площади), в условиях естественной конвекции приводит к возрастанию кондуктивного сопротивления теплоотвода от источников тепла к ребрам рассеивателя, что влечет за собой недопустимое повышение температуры горячих граней рассеивателя и, следовательно, к повышению температуры в холодильной камеры.The disadvantages of this device are as follows. With the development of the surface of the hot external diffuser in the traditional way (by increasing its area), under conditions of natural convection, the conductive resistance of the heat sink from the heat sources to the edges of the diffuser increases, which entails an unacceptable increase in the temperature of the hot faces of the diffuser and, consequently, an increase in temperature in the refrigeration cameras.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому объекту является термоэлектрическое охлаждающе-нагревательное устройство (2), выбранное в качестве прототипа.The closest in technical essence to the claimed object is a thermoelectric cooling and heating device (2), selected as a prototype.

Данное термоэлектрическое охлаждающе-нагревательное устройство содержит теплоизолированный корпус, дверь с уплотнителем и магнитной вставкой, внутреннюю камеру, наружный и внутренний рассеиватели тепла, контактирующие с ними через тепловой контакт термоэлектрические блоки и систему питания и управления.This thermoelectric cooling and heating device comprises a thermally insulated body, a door with a seal and a magnetic insert, an inner chamber, an external and internal heat dissipators, thermoelectric units in contact with them through thermal contact, and a power and control system.

В термоэлектрическом охлаждающе-нагревательном устройстве термоэлектрические блоки контактируют с наружным и внутренним рассеивателями тепла через передающие тепловой поток дистанцеры, выполненные в виде стержней. Наружный рассеиватель выполнен в виде набора пластин и расположен на наружной стенки корпуса. Внутренний рассеиватель выполнен в виде набора листов и закреплен на задней стенке камеры. Пластины наружного и листы внутреннего рассеивателей соединены между собой дистанционными шайбами. Противостоящие дистанцеры наружного и внутреннего рассеивателей жестко соединены между собой через термоэлектрический блок и теплоизолированы один относительно другого. Все детали тепловой схемы изготовлены из высокопроводного материала, а их контактирующие поверхности покрыты слоем теплопроводной пасты. Термоэлектрический блок смещен к наружному краю теплоизолирующего корпуса.In a thermoelectric cooling and heating device, thermoelectric blocks are in contact with the external and internal heat dissipators through heat transfer transmitters made in the form of rods. The external diffuser is made in the form of a set of plates and is located on the outer wall of the housing. The internal diffuser is made in the form of a set of sheets and is mounted on the rear wall of the camera. The outer plates and the inner diffuser sheets are interconnected by distance washers. The opposing spacers of the external and internal diffusers are rigidly interconnected via a thermoelectric unit and insulated from one another. All parts of the thermal circuit are made of highly conductive material, and their contact surfaces are covered with a layer of heat-conducting paste. The thermoelectric unit is biased toward the outer edge of the heat insulating body.

Недостатками этого устройства являются следующие. Эффективность отвода тепла от горячих спаев термоэлементов очень низкая, поскольку наружный рассеиватель тепла, состоящий из пластин и дистанцерных шайб, представляет собой сложную конструкцию, что приводит к усложненному процессу сборки (монтажа) и демонтажа. Еще одним недостатком этого устройства является повышение потребления электроэнергии, а также высокая себестоимость изделия вследствие наличия множества узлов и отдельных деталей.The disadvantages of this device are as follows. The efficiency of heat removal from hot junctions of thermocouples is very low, because the external heat diffuser, consisting of plates and spacer washers, is a complex structure, which leads to a complicated process of assembly (installation) and dismantling. Another disadvantage of this device is the increase in electricity consumption, as well as the high cost of the product due to the presence of many nodes and individual parts.

Решаемой задачей настоящего изобретения является устранение части из указанных недостатков: повышение экономичности энергопотребления термоэлектрического холодильника, упрощение конструкции, обеспечение удобства сборки (монтажа) и демонтажа, повышение эффективности теплорассеивателя за счет увеличения теплорассеивающей поверхности.The solved problem of the present invention is to eliminate some of these disadvantages: improving the energy efficiency of the thermoelectric refrigerator, simplifying the design, providing ease of assembly (installation) and dismantling, increasing the efficiency of the heat dissipator by increasing the heat dissipating surface.

Сущность изобретения заключается в том, что компактный термоэлектрический холодильник, содержащий теплоизолированную камеру с дверью, свободными стенами и блок-стенкой, имеющей пластину и с закрепленными на ней термомодулями, каждый из которых имеет холодную и горячую стороны, в отличие от прототипа согласно изобретению он снабжен теплоотделяющим держателем для блок-стенки, выполненным в виде рамы, установленной в проеме камеры под блок-стенкой, при этом блок-стенка закреплена на раме с возможностью теплового контакта ее пластины и горячего наружного радиатора, причем пластина установлена на раме на теплоизолирующих элементах.The essence of the invention lies in the fact that a compact thermoelectric refrigerator containing a thermally insulated chamber with a door, free walls and a block wall having a plate and with thermal modules mounted on it, each of which has cold and hot sides, unlike the prototype according to the invention, it is equipped a heat-retaining holder for the block wall, made in the form of a frame installed in the camera opening under the block wall, while the block wall is mounted on the frame with the possibility of thermal contact of its plate and mountains an external radiator, the plate being mounted on a frame on heat-insulating elements.

Заявляемое техническое решение имеет отличие от прототипа, т.е. отвечает критерию "новизна" и не следует явным образом из изученного уровня техники, т.е. соответствует критерию "изобретательский уровень", и может найти применение в промышленности, т.е. характеризуется "промышленной применимостью".The claimed technical solution has a difference from the prototype, i.e. meets the criterion of "novelty" and does not follow explicitly from the studied prior art, i.e. meets the criterion of "inventive step", and may find application in industry, i.e. characterized by "industrial applicability".

Для лучшего понимания сущности заявляемого изобретения можно обращаться к следующим подробностям конструкции, поясняемым соответствующими чертежами, а именно:For a better understanding of the essence of the claimed invention, you can refer to the following design details, illustrated by the relevant drawings, namely:

фиг.1 - общий вид (вид сбоку) компактного термоэлектрического холодильника;figure 1 is a General view (side view) of a compact thermoelectric refrigerator;

фиг.2 - вид А на фиг.1 на блок-стенку устройства;figure 2 - a view of figure 1 on the block wall of the device;

фиг.3 - разрез А - А на фиг.2 в месте крепления наружного горячего радиатора и модуля охлаждения.figure 3 is a section a - a in figure 2 in the place of attachment of the external hot radiator and cooling module.

Компактный термоэлектрический холодильник содержит (см. фиг.1-3) теплоизолированную камеру 1 с дверью 2 и блок-стенку 3. Блок-стенка 3 (см. фиг.2) выполнена в виде пластины 4 с расположенными вдоль ее геометрической оси окнами 5, число которых соответствует числу термомодулей 6 (в данном варианте два термомодуля) (см. фиг.1). На блок-стенку 3 устанавливают наружные радиаторы 9 с основаниями 10 (см. фиг.1, 2). На основания 10 наружных радиаторов 9 посредством теплопроводной клеящей пасты устанавливаются термомодули 6, работающие на эффекте Пельтье, каждый из которых имеет холодную 7 и горячую 8 стороны (см. фиг.1, 3). Вплотную к холодной стороне термомодуля 6 устанавливают холодопровод 11, который крепится к наружному радиатору 9 винтами 12, а отверстия для винтов имеют теплоизолированные втулки 13. На холодопровод 11 надевается изолятор 14, выполненный, например, из пенопласта ПСБ-35 ГОСТ 1558-86, и через отверстия в изоляторе 14 заливается пенополиуретан ГОСТ ППУ-355 МФ ТУ6-55-221-1372-94 для дополнительной изоляции холодопровода 11 (см. фиг.3).A compact thermoelectric refrigerator contains (see Figs. 1-3) a thermally insulated chamber 1 with a door 2 and a block wall 3. The block wall 3 (see Fig. 2) is made in the form of a plate 4 with windows 5 located along its geometric axis, the number of which corresponds to the number of thermal modules 6 (in this embodiment, two thermal modules) (see figure 1). External radiators 9 with bases 10 are installed on the block wall 3 (see Figs. 1, 2). Thermal modules 6 operating on the Peltier effect, each of which has a cold 7 and a hot 8 side, are installed on the base 10 of the external radiators 9 by means of a heat-conducting adhesive paste (see Figs. 1, 3). The cold conduit 11 is installed close to the cold side of the thermal module 6, which is attached to the external radiator 9 with screws 12, and the screw holes have insulated sleeves 13. An insulator 14 is put on the cold conduit 11, made, for example, of PSB-35 polystyrene GOST 1558-86, and polyurethane foam GOST PPU-355 MF TU6-55-221-1372-94 is poured through holes in the insulator 14 for additional insulation of the cold pipe 11 (see figure 3).

Блок-стенка 3 закреплена на теплоотделяющем держателе 15 с возможностью теплового контакта ее пластины 4 и наружного радиатора 9 (см. фиг.1-3). Пластина 4 установлена на телоотделяющем держателе 15 через винты 16 и изоляционные втулки 17 (см. фиг.3).The block wall 3 is mounted on the heat-releasing holder 15 with the possibility of thermal contact of its plate 4 and the external radiator 9 (see Fig.1-3). The plate 4 is mounted on the body-separating holder 15 through the screws 16 and insulating sleeves 17 (see figure 3).

Блок-стенка 3 устанавливается на теплоотделяющий держатель 15, выполненный в виде рамы, установленной в проеме камеры 1 под блок-стенкой 3 (фиг.2).The block wall 3 is installed on the heat-releasing holder 15, made in the form of a frame installed in the opening of the chamber 1 under the block wall 3 (figure 2).

Компактный термоэлектрический холодильник работает следующим образом (см. фиг.1-3). Принцип работы компактного термоэлектрического холодильника основан на использовании эффекта Пельтье, когда при пропускании постоянного тока через контакты двух разнородных веществ (металлов, полупроводников), из которых состоит термомодуль, на одном из контактов происходит поглощение тепла (т.е. охлаждение), а на другом - выделение. Включением тумблера "Сеть" (не показан) подают напряжение к термомодулям 6. С этого момента начинается процесс охлаждения холодной 7 стороны термомодуля 6. При этом холодопровод 11 осуществляет процесс передачи холодного воздуха от холодной 7 стороны термомодуля 6 в объем камеры 1.Compact thermoelectric refrigerator operates as follows (see Fig.1-3). The principle of operation of a compact thermoelectric refrigerator is based on the use of the Peltier effect, when when passing direct current through the contacts of the two dissimilar substances (metals, semiconductors) that make up the thermal module, heat is absorbed on one of the contacts (i.e. cooling), and on the other - selection. By turning on the “Network” toggle switch (not shown), voltage is applied to the thermal modules 6. From this moment, the cooling process of the cold 7 side of the thermal module 6 begins. In this case, the cold pipe 11 carries out the process of transferring cold air from the cold 7 side of the thermal module 6 to the chamber 1 volume.

Одновременно с процессом охлаждения происходит процесс выделения тепла на горячей 8 стороне термомодулей 6, передающегося на ребра наружного горячего радиатора 9, и рассеивается в окружающий их воздух ребрами горячего радиатора 9 и дополнительного рассеивателя тепла - пластины 4. За счет этого повышается эффективность теплорассеивания. Пластина 4 выполняет одновременно функции дополнительного теплорассеивателя и служит элементом для монтажа термомодулей и стенкой холодильника. За счет естественной конвекции горячий воздух поднимается вверх и уходит от устройства.Simultaneously with the cooling process, a process of heat generation takes place on the hot 8 side of the thermal modules 6, which is transmitted to the fins of the external hot radiator 9, and is dissipated into the surrounding air by the fins of the hot radiator 9 and an additional heat dissipator - plate 4. This increases the heat dissipation efficiency. Plate 4 simultaneously performs the functions of an additional heat dissipator and serves as an element for mounting thermal modules and the wall of the refrigerator. Due to natural convection, hot air rises and leaves the device.

Теплоотделяющий держатель, выполненный в виде рамы, создает удобство сборки, имея рациональную конструкцию.The heat-releasing holder, made in the form of a frame, creates the convenience of assembly, having a rational design.

В заявляемом компактном термоэлектрическом холодильнике решена задача повышения экономичности энергопотребления термоэлектрического холодильника, упрощение конструкции, обеспечение удобства сборки (монтажа) и демонтажа, повышение эффективности теплорассеивателя за счет увеличения теплорассеивающей поверхности.In the inventive compact thermoelectric refrigerator, the problem of increasing the energy efficiency of the thermoelectric refrigerator, simplifying the design, ensuring ease of assembly (installation) and dismantling, increasing the efficiency of the heat dissipator by increasing the heat dissipation surface is solved.

Из вышесказанного очевидны следующие преимущества предлагаемого компактного термоэлектрического холодильника:From the above, the following advantages of the proposed compact thermoelectric refrigerator are obvious:

- конструкция отличается компактностью и низкой стоимостью по сравнению с известными;- the design is compact and low cost in comparison with the known;

- конструкция отличается использованием экологически чистого источника холода;- the design is characterized by the use of an environmentally friendly source of cold;

- повышена эффективность отвода тепла от горячей стороны и холода от холодной стороны термомодуля за счет оригинальных конструкторских решений;- increased efficiency of heat removal from the hot side and cold from the cold side of the thermal module due to original design solutions;

- улучшены технические характеристики.- improved specifications.

Источники информацииSources of information

1. Компактный термоэлектрический холодильник. Патент США №4326383, М.кл. F 25 В 21/02, F 25 D 3/08, 27.04.82.1. Compact thermoelectric refrigerator. U.S. Patent No. 4,326,383, M.C. F 25 B 21/02, F 25 D 3/08, 04/27/82.

2. Термоэлектрическое охлаждающе-нагревательное устройство. Патент РФ №2110020, М.кл. F 25 В 21/02 27.04.1998 (прототип).2. Thermoelectric cooling and heating device. RF patent №2110020, M.cl. F 25 B 21/02 04/27/1998 (prototype).

Claims (1)

Компактный термоэлектрический холодильник, содержащий теплоизолированную камеру с дверью, свободными стенами и блок-стенкой, имеющей пластину и закрепленные на ней термомодули, каждый из которых имеет холодную и горячую стороны, отличающийся тем, что он снабжен теплоотделяющим держателем для блок-стенки, выполненным в виде рамы, установленной в проеме камеры под блок-стенкой, при этом блок-стенка закреплена на раме с возможностью теплового контакта ее пластины и горячего наружного радиатора, причем пластина установлена на раме на теплоизолирующих элементах.A compact thermoelectric refrigerator containing a thermally insulated chamber with a door, free walls and a block wall having a plate and thermal modules mounted on it, each of which has cold and hot sides, characterized in that it is equipped with a heat-releasing holder for the block wall, made in the form a frame installed in the chamber opening under the block wall, the block wall being fixed to the frame with the possibility of thermal contact of its plate and a hot external radiator, and the plate is mounted on the frame for heat insulating elements.
RU2002131779/06A 2002-11-27 2002-11-27 Compact thermoelectric cooler RU2234647C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2002131779/06A RU2234647C1 (en) 2002-11-27 2002-11-27 Compact thermoelectric cooler

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2002131779/06A RU2234647C1 (en) 2002-11-27 2002-11-27 Compact thermoelectric cooler

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2002131779A RU2002131779A (en) 2004-05-27
RU2234647C1 true RU2234647C1 (en) 2004-08-20

Family

ID=33413375

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2002131779/06A RU2234647C1 (en) 2002-11-27 2002-11-27 Compact thermoelectric cooler

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2234647C1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5315830A (en) Modular thermoelectric assembly
US5501076A (en) Compact thermoelectric refrigerator and module
US3100969A (en) Thermoelectric refrigeration
JPH0642852A (en) Thermoelectric type cold storage/warm storage combination device utilizing thermoelectric semiconductor element
CN213987146U (en) Refrigeration camera
CN201181135Y (en) Semiconductor refrigerator and use thereof
RU2187052C1 (en) Thermoelectric air cooler
JPH0791796A (en) Electronic refrigerator
JP2005180795A (en) Heat insulating panel with electronic cooling unit
US3943553A (en) Thermoelectric assembly and thermoelectric couples and subcouples therefor
RU2234647C1 (en) Compact thermoelectric cooler
KR20020019787A (en) High efficiency thermoelectric cooling and heating box for food and drink storage in a vehicle
GB1493746A (en) Icebox conversion unit
CN112629119A (en) Multi-temperature-zone cosmetics bin
RU2110020C1 (en) Thermoelectric cooling-heating device
RU2407954C1 (en) Thermoelectric air cooler
JP2000111228A (en) Cold insulator
KR200389678Y1 (en) Cooing and heating apparatus without using CFC
CN221375999U (en) Thermoelectric semiconductor heat dissipation device and semiconductor refrigerator
CN218770826U (en) Cooling system for internal ring temperature of power supply equipment
KR20010017708A (en) Cold-hot storage fixtures
RU49961U1 (en) THERMOELECTRIC AIR COOLER
CN222651524U (en) A heat storage air conditioning structure using semiconductor refrigeration principle
KR20060093599A (en) Cooling structure of reservoir using thermoelectric element
CN222703617U (en) Radiators, refrigeration units and electrical equipment

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20181128