Водяний охолоджувач термоелектричного генератора

Реферат: Водяний охолоджувач термоелектричного генератора містить термоелектричний генератор та ємність для води. Додатково оснащений вертикальним металевим стояком, розширювальним баком, теплообмінником, подавальною та зворотною трубами. При цьому верхній кінець стояка під'єднаний до розширювального бака, а нижній - до ємності для води. Стояк з'єднаний з теплообмінником у верхній його частині подавальною трубою, що нахилена у бік теплообмінника, а ємність для води з'єднана з теплообмінником у нижній його частині зворотною трубою, що нахилена до ємності. UA 106667 U про видачу патенту: UA 106667 U UA 106667 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до енергетики в області прямого перетворення теплової енергії в електричну енергію та може бути використана для забезпечення роботи термоелектричного генератора в автономному режимі. Відома опалювально-варильна піч [Патент РФ № 138737, F24B 5/00, опубл. 20.03.2014 p.], що складається з печі та термоелектричного генератора з електричними вентиляторами для його повітряного охолодження. Недоліком такого термоелектричного генератора є низький ККД при його повітряному охолодженні порівняно з водяним охолодженням. Суттєвим недоліком такого термоелектричного генератора є додаткові витрати частини електричної енергії, що виробляється на живлення електродвигунів вентиляторів. Найбільш близькою до запропонованої корисної моделі є опалювально-варильна піч [Отопительно-варочная печь, патент РФ 2172448, F24B 5/00, опубл. 20.08.2001 г.], яка складається з печі, термоелектричного генератора, ємності для води та термосифонного контуру з акумулюючим баком. Недоліком відомої печі з термоелектричним генератором є те, що термоелектричні модулі щільно вмонтовані усередині топкової камери, що не дозволяє використовувати їх на зовнішніх нагрітих поверхнях. Суттєвим недоліком є також наявність герметичності термосифонного контуру, що при коливанні температури води в ємності призводить до зміни тиску у контурі і, як наслідок, порушується природна циркуляція та зменшується інтенсивність відводу тепла від термоелектричного генератора. В основу корисної моделі поставлена задача вдосконалення водяного охолоджувача термоелектричного генератора шляхом додаткового його оснащення вертикальним металевим стояком, розширювальним баком, теплообмінником, подавальною та зворотною трубами, що забезпечить інтенсивне та стабільне відведення теплоти від термоелектричного генератора, яке збільшить якісний та кількісний рівні отриманої електричної енергії і забезпечить додаткове надходження теплоти у приміщення. Поставлена задача вирішується тим, що водяний охолоджувач термоелектричного генератора, який містить термоелектричний генератор та ємність для води, згідно з корисною моделлю, додатково оснащений вертикальним металевим стояком, розширювальним баком, теплообмінником, подавальною та зворотною трубами, при цьому верхній кінець стояка під'єднаний до розширювального бака, а нижній - до ємності для води, крім того, стояк з'єднаний з теплообмінником у верхній його частині подавальною трубою, що нахилена у бік теплообмінника, а ємність для води з'єднана з теплообмінником у нижній його частині зворотною трубою, що нахилена до ємності. Оснащення водяного охолоджувача термоелектричного генератора вертикальним металевим стояком, який з'єднує ємність для води з розширювальним баком, за рахунок розширення води при її нагріванні у ємності для води та внаслідок різниці густини нагрітої та охолодженої води забезпечує рух нагрітої води до верхньої частини вертикального металевого стояка. Розширювальний бак, який з'єднаний з вертикальним металевим стояком, при коливанні температур в термоелектричному генераторі забезпечує стабільність тиску води у контурі водяного охолоджувача, що сприяє підтримці найбільш ефективних параметрів природної циркуляції води у контурі. Теплообмінник, що з'єднаний з вертикальним металевим стояком подавальною трубою з нахилом до теплообмінника та зворотною трубою з нахилом до ємності для води, забезпечує охолодження води в контурі з одночасним нагрівом повітря у приміщенні, де встановлено водяний охолоджувач термоелектричного генератора. Водяний охолоджувач термоелектричного генератора не знаходиться безпосередньо всередині джерела теплоти (прототип), а його термоелектричні модулі розміщені на поверхні ємності для води та притискаються до джерела теплоти, крім того, його елементи складають єдиний пристрій, який є автономним у використанні. Таким чином, наведені вище вдосконалення дозволяють забезпечити інтенсивне та стабільне відведення теплоти від термоелектричного генератора, що збільшить якісний та кількісний рівні отриманої електричної енергії і забезпечить додаткове надходження теплоти у приміщення. Суть запропонованої корисної моделі пояснюється кресленням, на якому представлена схема водяного охолоджувача термоелектричного генератора. Водяний охолоджувач термоелектричного генератора має термоелектричні модулі 1, які закріплені на зовнішній поверхні ємності для води 2, вертикальний металевий стояк 3, який 1 UA 106667 U 5 10 15 з'єднує ємність для води з розширювальним баком 4. Подавальна труба 5 під нахилом до теплообмінника 6 з'єднує вертикальний металевий стояк з теплообмінником. Зворотна труба 7 під нахилом до ємності для води з'єднує теплообмінник та ємність для води. Водяний охолоджувач термоелектричного генератора працює наступним чином. Термоелектричні модулі 1 однією стороною поверхні притискуються до джерела теплоти, а другою стороною - до холодної поверхні ємності для води 2. За рахунок різниці температур термоелектричні модулі виробляють електричний струм. У процесі роботи термоелектричного генератора холодні поверхні модулів нагріваються і при цьому нагрівається вода в ємності для води. За рахунок збільшення об'єму води при її нагріванні та під дією гравітаційного тиску, а також унаслідок різниці густини нагрітої і охолодженої води, забезпечується рух нагрітої води по вертикальному металевому стояку 3 з подальшим її рухом через подавальну трубу 5 в теплообмінник 6. В теплообміннику температура води зменшується і з нижньої частини теплообмінника через зворотний трубопровід 7 охолоджена вода рухається до ємності для води 2, в якій вона знову нагрівається, і процес охолодження повторюється. При коливанні значень температур у водяному охолоджувачі термоелектричного генератора об'єм води у відкритому розширювальному баку 4 змінюється, що забезпечує стабільність природної циркуляції води в контурі охолодження термоелектричного генератора. 20 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 25 Водяний охолоджувач термоелектричного генератора, що містить термоелектричний генератор та ємність для води, який відрізняється тим, що додатково оснащений вертикальним металевим стояком, розширювальним баком, теплообмінником, подавальною та зворотною трубами, при цьому верхній кінець стояка під'єднаний до розширювального бака, а нижній - до ємності для води, крім того, стояк з'єднаний з теплообмінником у верхній його частині подавальною трубою, що нахилена у бік теплообмінника, а ємність для води з'єднана з теплообмінником у нижній його частині зворотною трубою, що нахилена до ємності. Комп’ютерна верстка Л. Ціхановська Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2