Термоелектричний генератор живлення пристроїв опалювальних котлів

1. Термоелектричний генератор живлення пристроїв опалювальних котлів, що містить термоелектричні модулі, розташовані між холодним та гарячим теплообмінниками, і пальник на газовому або рідкому органічному паливі, який відрізняється тим, що гарячий теплообмінник склада C2 2 (19) 1 3 Тому актуальним є завдання збільшення ефективності перетворення теплової енергії в електричну з одночасним зменшенням маси та габаритних розмірів генератора. Вказане завдання розв'язується тим, що у термоелектричному генераторі живлення пристроїв опалювальних котлів з термоелектричних модулів, розташованих між холодним та гарячим теплообмінниками та пальника на газовому або рідкому органічному паливі, гарячий теплообмінник складається з індивідуальних для кожного модуля теплообмінників, які розміщені один над одним принаймні у двох горизонтальних рядах, одна з поверхонь цих теплообмінників містить вертикальні ребра, розташовані у потоці гарячих газів, що надходять від окремого пальника, друга - має тепловий контакт з гарячою стороною термоелектричного модуля; холодний теплообмінник, у вигляді основи, з одного боку якої є N площин з розташованими на них термоелектричними модулями, а з другого - ребра охолодження, що мають тепловий контакт з циркулюючим у котлі рідким теплоносієм. Відповідність критерію «новизна» запропонованому пристрою забезпечує та обставина, що заявлена сукупність ознак не міститься ні в одному з об'єктів існуючого рівня техніки. У винаході запропоновано нове рішення для термоелектричних генераторів живлення пристроїв опалювальних котлів, яке полягає в тому, що гарячий теплообмінник складається з індивідуальних для кожного модуля теплообмінників, які розміщені один над одним принаймні у двох горизонтальних рядах, одна з поверхонь цих теплообмінників містить вертикальні ребра, розташовані у потоці гарячих газів, що надходять від окремого пальника, друга - має тепловий контакт з гарячою стороною термоелектричного модуля; холодний теплообмінник, у вигляді основи, з одного боку якої є N площин з розташованими на них термоелектричними модулями, а з другого - ребра охолодження, що мають тепловий контакт з циркулюючим у котлі рідким теплоносієм. Тому ознака, яка не зустрічається ні в одному з аналогів, - «гарячий теплообмінник складається з індивідуальних для кожного модуля теплообмінників, які розміщені один над одним принаймні у двох горизонтальних рядах, одна з поверхонь цих теплообмінників містить вертикальні ребра, розташовані у потоці гарячих газів, що надходять від окремого пальника, друга - має тепловий контакт з гарячою стороною термоелектричного модуля; холодний теплообмінник, у вигляді основи, з одного боку якої є N площин з розташованими на них термоелектричними модулями, а з другого - ребра охолодження, що мають тепловий контакт з циркулюючим у котлі рідким теплоносієм», забезпечує заявленому пристрою необхідний винахідницький рівень. Промислове використання запропонованого термогенератора не вимагає спеціальних технологій і матеріалів, його реалізація можлива на існуючих підприємствах приладобудівної промисловості. 87034 4 На фіг. 1 наведено вертикальний, а на фіг. 2 горизонтальний перерізи термогенератора для живлення пристроїв опалювальних котлів. У відповідності з винаходом генератор містить гарячий 1 та холодний 2 теплообмінники, між якими розташовані термоелектричні модулі 3. Холодний теплообмінник має вигляд основи, з одного боку якої є N площин, на яких розташовані термоелектричні модулі, причому чисельність N - площин холодного теплообмінника дорівнює чисельності використаних термоелектричних модулів. З другого боку основа холодного теплообмінника має ребра 4, які мають тепловий контакт з циркулюючим у котлі рідким теплоносієм 5. Гарячий теплообмінник генератора складається з індивідуальних для кожного модуля теплообмінників 1, розміщених один над одним принаймні у двох горизонтальних рядах. Одна з поверхонь гарячих теплообмінників має вертикальні ребра, які розташовані у потоці гарячих газів, що надходять від пальника 6. Чисельні розрахунки та експериментальні дослідження показують, що площа теплоприймальної поверхні кожного індивідуального теплообмінника 1, який знаходиться у горизонтальному ряду, повинна бути менша від площі теплоприймальної поверхні індивідуального теплообмінника, що знаходиться у наступному горизонтальному ряду над ним у 1,8 - 2,2 рази. Пальник 6 має вигляд овальної труби, у верхній частині якої зроблені пази для виходу газоповітряної суміші. Пальник оснащено пусковим пальником 7 малої потужності та п'єзозапалом 8. Бокові поверхні генератора ізольовані шаром матеріалу 9. що має низьку теплопровідність. Відпрацьовані гарячі гази відводяться від генератора димовою трубою 10, яка під'єднана до димової труби котла. Термоелектричний генератор працює наступним чином. Внаслідок згоряння органічного палива у пальнику 6 виділяється теплова енергія, яка передається ребрами теплообмінників 1 до термоелектричних модулів 3. Збільшення теплоприймальної поверхні гарячих індивідуальних радіаторів 1 по висоті генератора забезпечує відбір і підведення однакової кількості тепла до кожного з модулів та досягнення однакової температури гарячої сторони кожного модуля. Тепло, що пройшло через модулі, відводиться теплообмінником 2, ребра 4 якого омиваються рідким теплоносієм, що циркулює у котлі. Відпрацьовані гарячі гази відводяться від генератора димовою трубою 10, яка під'єднана до системи відведення газів котла. Електрична потужність генератора при температурі холодного спаю в межах 50-80°С складає 70-95 Вт, ККД генератора - 3,8%, вага - 6,5 кг, габаритні розміри 300х300х 100 мм. Запропонований генератор може використовуватись для живлення електричною енергією циркуляційного насосу для примусового прокачування теплоносія, димососів, пристроїв для піддуву повітря, регулювання температури згоряння, різноманітних датчиків, якими оснащуються котли. 5 87034 Використанням такого термогенератора забезпечується автономність систем опалення (незалежність від централізованого електрозабезпечення), що веде до підвищення надійності його роботи. Література 1. Новиков А.И. Термоэлектрический источник питания для отопительных котлов / Термоэлектри Комп’ютерна верстка І. Скворцова 6 ки и их применения. - Материалы VIII Межгосударственного семинара. - Ст.-Петербург, 2002. С.396-401. 2. Пат. RU 2224190 F25B21/02. Устройство для генерирования тепловой и электрической энергии / Н.В. Шалаев, О.А. Новосельцев (RU). - Заявл. 23.04.2003. Опубл. 20.02.2004. Підписне Тираж 28 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601