Термоэлектрический теплообменник-интенсификатор

 

Использование: в теплообменнике. Сущность изобретения: трубопроводы теплоносителей с различными температурами разделены стенкой из высокотеплопроводного материала. Батарея термоэлектрических элементов выполнена секционной. Каждая секция подключена к источнику питания через блок управления. Горячие и холодные спаи термоэлектрических элементов расположены в тепловом контакте с различными теплоносителями. 2 ил.

Изобретение относится к области теплообмена и может быть использовано для интенсификации теплопередачи.

Известно устройство, в котором интенсификации теплопередачи достигается за счет изменения температурного напора между потоками двух сред с помощью батареи термоэлектрических элементов.

Наиболее близким к изобретению является термоэлектрический теплообменник, а также содержащий внешнюю и внутреннюю коаксиальные трубы с потоками сред и батарею термоэлектрических элементов.

Недостатком этого устройства является повышенный расход энергии термоэлектрическими элементами, работающими в одинаковом режиме независимо от места их расположения по длине теплообменника.

Целью изобретения является повышение экономичности устройства.

Для этого каждая секция батареи термоэлектрических элементов выполнена с возможностью подключения через блок управления или к измерителю ЭДС, или к источнику питания.

Блок управления при этом анализирует величину генерируемой каждой секцией батареи ЭДС, которая пропорциональна разности температур потоков теплоносителей в районе расположения данной секции, и в зависимости от величины ЭДС (следовательно, и разности температур) данная секция либо остается в режиме измерения, либо подключается к источнику питания.

Схема предлагаемого термоэлектрического теплообменника-интенсификатора приведена на рис. 1.

Устройство представляет собой теплообменник, в котором теплообмен между потоками теплоносителей осуществляется как через разделяющую потоки стенку 1 из высокотеплопроводного материала, так и посредством теплопередачи через секции 2 батареи термоэлектрических элементов. Секции подключены к блоку управления 3, представляющему собой узел питания вместо с узлом автоматики.

Устройство работает следующим образом (см. фиг. 2).

На вход теплообменника подаются потоки теплоносителей. На начальных участках по длине теплообменника пока сохраняется значительный перепад температур потоков и эффективный теплообмен осуществляется через стенку 1. При этом блок управления 3, контролирующий величину перепада температур измерением термо-ЭДС каждой секции 2, не дает разрешения на включение соответствующей секции в режим интенсификации теплопередачи. При дальнейшем продвижении потоков от входа теплообменника происходит некоторое сближение их температур, т. е. снижение перепада температур t до величины t, при которой интенсивность теплопередачи снижается. Блок управления 3, зарегистрировав термо-ЭДС от определенной секции 2, соответствующую перепаду температур t t, включает эту секцию в режим интенсификации теплопередачи. Каждая последующая секция по ходу потоков измеряет перепад температур потоков и при выполнении указанного условия блок управления включает ее в режим интенсификации теплопередачи. Однако в случае, если перепад температур потоков снизился до величины нижней установки t" (температуры потоков почти сравнялись), то соответствующая секция не включается в режим интенсификации, т. е. блок управления 3 включает любую секцию 2 в режим интенсификации теплопередачи, если измеренный ею перепад температур потоков t лежит в пределах t t t.

Применение изобретения позволяет повысить экономичность теплообменника за счет обеспечения рационального режима работы секций батареи термоэлектрических элементов, при этом увеличивается также надежность работы термоэлектрических элементов. (56) Патент США N 4634803, кл. Н 01 L 35/28, 1086.

Формула изобретения

ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТЕПЛООБМЕННИК-ИНТЕНСИФИКАТОР, содержащий трубопроводы теплоносителей с различными температурами, разделенные стенкой из высокотеплопроводного материала, и подсоединенную к источнику питания батарею термоэлектрических элементов, горячие и холодные спаи которых расположены в тепловом контакте с различными теплоносителями, отличающийся тем, что, с целью повышения экономичности по энергопотреблению, батарея термоэлектрических элементов выполнена секционной, причем каждая секция подключена к источнику питания через блок управления.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2