Термоелектричний кондиціонер

1. Термоелектричний кондиціонер на основі термоелектричних елементів охолодження або нагріву та системи теплообміну, який відрізняється тим, що має проникні термоелектричні еле 3 85268 пропускання повітря; теплообмінник на горячій поверхні містить додаткову систему каналів для рідкого (газоподібного) теплоносія та охолоджуваного повітря; засоби продуву та фільтрації повітря, яке поступає в приміщення; систему автоматичного керування температурою та вологостю повітря приміщення; систему керування подачі повітря та напругою живлення термоелектричних елементів. У винаході запропоновано принципово нове рішення для термоелектричних кондиціонерів на основі проникних термоелектричних елементів Пельтьє та системи теплообміну на гарячих і холодних контурах, причому він містить проникні термоелектричні елементи охолодження (нагріву) з віток термоелектричного матеріалу n- і р- типів провідності з каналами (порами) вздовж висоти вітки для пропускання повітря; теплообмінник на горячій поверхні містить додаткову систему каналів для рідкого (газоподібного) теплоносія та охолоджуваного повітря; засоби продуву та фільтрації повітря, яке поступає в приміщення; систему автоматичного керування температурою та вологостю повітря приміщення; систему керування подачі повітря та напругою живлення термоелектричних елементів. Промислове використання запропонованого винаходу не вимагає спеціальних технологій і матеріалів, його реалізація можлива на існуючих підприємствах електронного та приладобудівного напрямків. На Фіг.1 схематично представлено принципову схему одного з варіантів конструкції термоелектричного кондиціонера. Запропонований пристрій складається (Фіг.1) з патрубків підводу повітря 1, вентилятора подачі повітря 2, багатошарового фільтру очистки повітря 3, патрубку підводу теплоносія 4 для з'єднання з теплообмінником 5, що знаходиться в контакті з гарячими спаями проникних термоелектричних охолоджувачів 6, патрубка відводу повітря в приміщення 7, патрубка циркуляції повітря з приміщення 8, вентилятора 9 та електричних контактів 10. Термоелектричний кондиціонер, який заявляється, працює наступним чином. Проходження електричного струму відповідної полярності через контакти 10 призводить до виникнення ефекту Пельтьє, що приводить до нагріву верхньої та охолодженню нижньої частин віток термоелементів 6. Повітря подається патрубком 1 і вентилятором 2 та прокачується через фільтр очистки 3. Далі повітря проходить по каналах крізь теплообмінник 5 та вітки термоелемента 6 в напрямку від теплих спаїв до холодних і поступово охолоджується (нагрівається) внаслідок теплообміну з матеріалом віток та процесу дроселювання. Охоло 4 джене (нагріте) повітря через патрубок 7 відводиться в приміщення. Тепло з гарячих поверхонь термоелектричного охолоджувача 6 знімається теплообмінником 5 та віддається теплоносію, що підводиться патрубком 4 та прокачується крізь теплообмінник. Для роботи кондиціонера в режимі рециркуляції повітря використовується патрубок 8, по якому вентилятором 9 повітря відбирається з приміщення і подається за описаною схемою на термоелементи для охолодження (нагріву). Зміна напрямку стр уму, який протікає через ТЕБ Пельтьє, дає можливість підігрівати повітря, що надходить у приміщення. Таким чином реалізується можливість підтримання необхідного температурного режиму як у теплу, так і у холодну пори року. Температура в приміщенні підтримується постійною на заданому рівні (наприклад, 18-20°С) за допомогою системи автоматичного керування температурою (на Фіг.1 не показано). При необхідності, крім цієї системи додатково використовується вузол керування вологістю повітря. В запропонованому термоелектричному кондиціонері, крім термоелектричних ефектів охолодження Пельтьє, реалізуються ще додатково ефект Джоуля-Томсона. Внаслідок колективної дії цих ефектів та розвиненої системи теплообміну в проникних матеріалах можна істотно підвищити енергетичну ефективність кондиціонера. Результати попередніх комп'ютерних моделювань показують, що при застосуванні проникних віток з термоелектричних матеріалів на основі BiTe-Se-Sb для випадку, коли діаметр каналів складає 0.04см, розташованих з густиною 140шт. на 1см 2 та висоті віток 1см, вдається підвищити значення холодильного коефіцієнта на 60%. Застосування запропонованих термоелектричних кондиціонерів дозволяє значно розширити межі їх використання завдяки істотному підвищенню термодинамічної ефективності перетворення енергії. Література: 1. Патент WO 97/05431. Klemt Heinrich (De). Air-conditioning for rooms. 1997. F24F 5/00. 2. B.B. Толстих, В.В. Фот и др. Термоэлектрический генератор холода для транспортних кондиционеров // Холодильная техника, 1987, №7. - С. 37-39. 3. Вялов А.П., Гершерберг И.А., Та хистов Ф.Ю. Оптимизация конструкции термоэлектрического охладителя „воздух-воздух" путем использования дополнительного конутра охлаждения // Сб. Термоэлектрики и их применение. - Ст.-Петербург, 2000. - С. 273-276. 5 Комп’ютерна в ерстка В. Клюкін 85268 6 Підписне Тираж 28 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601