Устройство для перевозки молока на автомобильном транспорте
Полезная модель предназначена для использования в пищевой промышленности при терморегулировании и транспортировке молока. Техническим результатом полезной модели является снижение энергопотребления за счет упрощения конструкции термоэлектрического охладителя. Технический результат достигается тем, что устройство для перевозки молока на автомобильном транспорте, состоящее из системы охлаждения автомобильного двигателя, цистерны для молока, термоэлектрического охладителя, датчика температуры, блока управления, теплообменника термоэлектрического охладителя, теплообменника молока, термоэлектрического генератора, установленного на выхлопном трубопроводе отработавших газов двигателя, включающего в себя горячий теплообменник, подключенный к горячим спаям и связанный с отработавшими газами, холодный теплообменник, подключенный к холодным спаям и связанный с системой охлаждения автомобильного двигателя, дополнительно содержит циркуляционный насос для теплоносителя и два радиатора, причем первый радиатор установлен в системе охлаждения двигателя автомобиля и его вход соединен с насосом, а выход - с теплообменником холодных спаев термоэлектрического генератора, а циркуляционный насос соединен последовательно со вторым радиатором и теплообменником горячих спаев термоэлектрического охладителя, образуя замкнутый контур, причем циркуляционный насос подключен к блоку управления. 1 илл.
Полезная модель предназначена для использования в пищевой промышленности при терморегулировании и транспортировке молока.
Известно устройство для регулирования температуры молока при его транспортировке, содержащее термоэлектрические элементы, датчик температуры и блок управления, теплообменники, установленные с возможностью взаимодействия с горячими, холодными спаями и молоком, причем теплообменник горячих спаев связан с контуром системы охлаждения двигателя, вход и выход которого подключены к теплообменнику, теплообменник холодных спаев связан с контуром теплообменника молока, который установлен в цистерне, вход и выход которого подключены к теплообменнику холодных спаев [пат. РФ на полезную модель 
31637, МПК F25B 21/02. Опубл. 20.08.03 БИ 23 «Устройство для регулирования температуры молока при его транспортировке» / автор В.Н.Тимофеев, Г.Е.Чекмарев и др.].
Недостатком данного устройства является высокое энергопотребление.
Известно устройство для перевозки молока на автомобильном транспорте, содержащее систему охлаждения автомобильного двигателя, цистерну для молока, термоэлектрический охладитель, датчик температуры, блок управления, теплообменники термоэлектрического охладителя и теплообменник молока, термоэлектрический генератор, установленный на выхлопном трубопроводе отработавших газов двигателя, и включает в себя горячий теплообменник, подключенный к горячим спаям и связанный с отработавшими газами; холодный теплообменник, подключенный к холодным спаям и связанный с системой охлаждения автомобильного двигателя [пат. РФ на полезную модель 100199, МПК F25B 21/02. Опубл. 10.12.2010 Би «Устройство для перевозки молока на автомобильном транспорте» / автор И.Г.Васильева].
Недостатком данного устройства является высокое энергопотребление и сложность изготовления термоэлектрического охладителя.
Данное техническое решение выбрано авторами в качестве прототипа.
Техническим результатом полезной модели является снижение энергопотребления за счет упрощения конструкции термоэлектрического охладителя.
Технический результат достигается тем, что устройство для перевозки молока на автомобильном транспорте, состоящее из системы охлаждения автомобильного двигателя, цистерны для молока, термоэлектрического охладителя, датчика температуры, блока управления, теплообменника термоэлектрического охладителя, теплообменника молока, термоэлектрического генератора, установленного на выхлопном трубопроводе отработавших газов двигателя, включающего в себя горячий теплообменник, подключенный к горячим спаям и связанный с отработавшими газами, холодный теплообменник, подключенный к холодным спаям и связанный с системой охлаждения автомобильного двигателя, дополнительно содержит циркуляционный насос для теплоносителя и два радиатора, причем первый радиатор установлен в системе охлаждения двигателя автомобиля и его вход соединен с насосом, а выход - с теплообменником холодных спаев термоэлектрического генератора, а циркуляционный насос соединен последовательно со вторым радиатором и теплообменником горячих спаев термоэлектрического охладителя, образуя замкнутый контур, причем циркуляционный насос подключен к блоку управления.
Отдельный замкнутый контур с циркуляционным насосом, радиатором и теплообменным аппаратом горячих спаев термоэлектрического охладителя позволяет ограничить попадание горячей охлаждающей жидкости из двигателя в теплообменник термоэлектрического охладителя. Это позволит снизить температуру на горячем спае термоэлектрического элемента. Упрощение конструкции заключается в использовании однокаскадных термоэлектрических элементов, так как при существующей схеме, необходимая разница температур холодного (2-4°C) и горячего (90-96°C - температура охлаждающей жидкости) спаев может быть достигнута только многокаскадными термоэлектрическими элементами, а это дополнительные расходы и сложность изготовления конструкции. Таким образом, достигается снижение энергопотребления за счет упрощения конструкции охладителя. Помимо этого, данная система позволяет поддерживать температуру молока при выключенном двигателе, так как циркуляционный насос работает независимо от системы охлаждения автомобиля.
На фиг.1 представлена схема устройства для перевозки молока на автомобильном транспорте.
Устройство для перевозки молока на автомобильном транспорте состоит из: цистерны для молока 1; термоэлектрического охладителя 2, включающего в себя термоэлектрические модули 3, горячий теплообменник 4, холодный теплообменник 5; электрический насос 6; змеевикового теплообменника молока 7; датчика температуры 8; задатчика 9; блока сравнения 10; аккумуляторной батареи 11; главного распределительного щита 12; блока управления 13; термоэлектрического генератора 14, включающего в себя холодный теплообменник 15, термоэлектрические модули 16, горячий теплообменник 17, выхлопной трубопровод 18; автомобильного двигателя 19; штатного генератора 20; насоса системы охлаждения 21; теплообменника (радиатора) 22; первый радиатор 23; термостат 24; циркуляционный насос 25; второй радиатор 26; каналы подачи теплоносителя 27, 28; каналы подачи охлаждающей жидкости через теплообменник горячих спаев термоэлектрического охладителя 29, 30; каналы подачи охлаждающей жидкости системы охлаждения двигателя 31, 32, 33, 34, 35, 36; канал подачи отработавших газов 37; каналы подачи электроэнергии 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44; каналы подачи электрических сигналов 45, 46, 47.
Устройство для перевозки молока на автомобильном транспорте работает следующим образом. В резервуар 1 заправляют охлажденное молоко, после чего на задатчике 9 устанавливается температура транспортировки. Возможны три режима работы устройства.
При первом режиме, когда температура молока в цистерне ниже температуры установленной на задатчике 9, запускается двигатель 19 и начинает работать насос системы охлаждения 21, который забирает охлаждающую жидкость из двигателя 19 через канал 31, штатный генератор 20, термоэлектрический генератор 14. Штатный генератор вырабатывает электроэнергию, которая подается по каналу 38 в главный распределительный щит 12 и аккумуляторную батарею 11, что обеспечивает ее зарядку. В то же время начинает работать термоэлектрический генератор 14, в котором начинают нагреваться горячие спаи термоэлектрических элементов 16 от теплообменника 17, который отбирает тепло от выхлопного трубопровода 18, а посредством теплообменника 15, куда поступает охлаждающая жидкость от насоса 21 через канал 32 и радиатор 23, происходит охлаждение холодных спаев термоэлектрических элементов. В теплообменнике (радиаторе) 22 и в первом радиаторе 23 охлаждающая жидкость отдает тепло принятое от двигателя в окружающую среду. На внешней нагрузке термоэлектрического генератора 14 создается напряжение, равное электродвижущей силе за вычетом падения напряжения и внутреннего сопротивления. Выработанная электроэнергия по каналу 44 поступает в главный распределительный щит 12 и аккумуляторную батарею 11, заряжая последнюю. Охлаждающая жидкость после теплообменника термоэлектрического генератора по каналу 33 поступает в термостат 24, где поток жидкость в зависимости от температуры поступает либо в двигатель 19 через канал 36, либо в теплообменник (радиатор) 22 по каналу 34, а далее через канал 35 в двигатель 19.
При втором режиме работы, когда температура молока выше заданной температуры транспортировки, в дополнении к оборудованию, работающему в первом режиме, включается блок сравнения 10, который получает информацию с датчика температуры 8 и задачика 9 по каналам 44, 45 и на основании полученных данных, подает сигнал в блок управления 13, который подает электроэнергию на термоэлектрический охладитель 2, электрический насос 6 и 25 по средствам каналов 39, 40, 43. Термоэлектрические элементы 3 в охладителе 2, начинают отбирать тепло от теплоносителя в теплообменнике 5 и отдавать его охлаждающей жидкости в теплообменнике 4. Насос 25 забирает горячую охлаждающую жидкость из теплообменника 4 по каналу 29 и нагнетает ее во второй радиатор 26, где происходит отдача тепла в окружающую среду, после чего охлаждающая жидкость поступает в теплообменник 4. Насос 6 циркулирует теплоноситель по каналам 27 и 28 через змеевиковый теплообменник 7, где происходит отбор тепла от молока. Система будет работать до тех пор, пока температура молока не опустится ниже заданной температуры транспортировки, после чего блок управления прекратит подачу электроэнергии на термоэлектрический охладитель и электрические насосы, а устройство перейдет в первый режим работы.
Третий режим работы используется при временных стоянках автомобиля, когда двигатель 19 прекращает работать. В этом режиме, в системе работают лишь термоэлектрический охладитель 2, циркуляционный насос 25 и электрический насос 6, которые питаются от блока управления 13, который берет электроэнергию от аккумуляторной батареи 11, через распределительный щит 12 по каналам 42 и 41. Таким образом, система способна поддерживать температуру молока автономно от автомобиля, причем продолжительность работы системы зависит от емкости аккумуляторной батареи 11. При необходимости, емкость аккумуляторной батареи можно изменять в зависимости от времени транспортировки молока.
При перевозке молока в холодной время года термоэлектрический охладитель 2 может работать как нагреватель, и молоко может подогреваться до оптимальной температуры.
Предлагаемое устройство для перевозки молока на автомобильном транспорте позволяет упростить конструкцию термоэлектрического охладителя и повысить его КПД, причем данная система позволяет автономно от двигателя автомобиля использовать термоэлектрический охладитель и поддерживать температуру молока. Дополнительный радиатор в системе охлаждения двигателя автомобиля позволяет повысить ресурс автомобиля.
Устройство для перевозки молока на автомобильном транспорте, состоящее из системы охлаждения автомобильного двигателя, цистерны для молока, термоэлектрического охладителя, датчика температуры, блока управления, теплообменника термоэлектрического охладителя, теплообменника молока, термоэлектрического генератора, установленного на выхлопном трубопроводе отработавших газов двигателя, включающего в себя горячий теплообменник, подключенный к горячим спаям и связанный с отработавшими газами, холодный теплообменник, подключенный к холодным спаям и связанный с системой охлаждения автомобильного двигателя, отличающееся тем, что дополнительно содержит циркуляционный насос для теплоносителя и два радиатора, причем первый радиатор установлен в системе охлаждения двигателя автомобиля и его вход соединен с насосом, а выход - с теплообменником холодных спаев термоэлектрического генератора, а циркуляционный насос соединен последовательно со вторым радиатором и теплообменником горячих спаев термоэлектрического охладителя, образуя замкнутый контур, причем циркуляционный насос подключен к блоку управления.
