Разработка конструкции и основ теплового расчета термоэлектрического кондиционера кольцевого типа тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.14 ВАК РФ

На правах рукописи

РАЗРАБОТКА КОНСТРУКЦИИ И ОСНОВ ТЕПЛОВОГО РАСЧЕТА ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКОГО КОНДИЦИОНЕРА КОЛЬЦЕВОГО ТИПА

Специальности: 01.04.14 - Теплофизика и теоретическая теплотехника, 05.14.04 - Промышленная теплоэнергетика

Автореферат диссертации на соискание учёной степени кандидата технических наук

Екатеринбург 2006

Работа выполнена в ГОУ ВПО «Уральский государственный технический университет - УПИ» на кафедрах «Теоретическая теплотехника» и «Промышленная теплоэнергетика» теплоэнергетического факультета.

Научный руководитель:

доктор технических наук Голдобин Ю.М. кандидат технических наук Кирнос И.В.

Научный консультант:

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Рыжков А.Ф.;

кандидат технических наук, доцент Сафронов А.И.

Ведущая организация:

Федеральное государственное унитарное предприятие «Уральский электромеханический завод»

Защита состоится 30 июня 2006 г. в аудитории Т-703 в 15 ч 30 мин на заседании диссертационного совета Д 212.285.07 при ГОУ ВПО «Уральский государственный технический университет - УПИ» по адресу: г.Екатеринбург, ул. Софьи Ковалевской, 5 (8-й учебный корпус ГОУ ВПО УГТУ-УПИ).

С диссертацией можно ознакомиться в читальном зале библиотеки ГОУ ВПО «Уральский государственный технический университет - УПИ».

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные гербовой печатью организации, просим направлять по адресу: 620002, г. Екатеринбург, Мира, 19, К-2, ГОУ ВПО УГТУ-УПИ, ученому секретарю университета; факс (343)375-95-70; e-mail: dpe@mail.ustu.ru.

Автореферат разослан « ^ '» мая 2006 г.

Учёный секретарь

диссертационного совета,

д-р техн. наук

ЛСобА

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Конструкция большинства образцов холодильной техники предполагает использование промежуточных газожидкостных энергоносителей, из которых большую долю до недавнего времени составляли фреоны, губительно действующие на озоновый слой Земли. Альтернативой компрессионному газожидкостному холодильному и кондиционерному оборудованию является термоэлектрическая техника, реализующая экологически чистым способом производство холода или теплоты. Термоэлектрические кондиционеры можно считать практически единственными приемлемыми устройствами для охлаждения малогабаритных объектов (кабины сухопутных транспортных средств, грузоподъемных кранов, водных судов, рабочие места с повышенной температурой окружающей среды). Управление объектами повышенной опасности требует создания комфортных условий жизнедеятельности оператора на рабочем месте. Разработка новейших оптимальных конструкций охладителей с термоэлектрическими преобразователями требует создания методики расчета таких устройств, которая учитывала бы теплоэлектрофизические характеристики термоэлементов, термические сопротивления на спаях термопар и в местах «подвода-отвода» теплоты, конструктивные особенности охлаждающего устройства.

Разработка такой методики требует ее экспериментальной проверки на аппарате с конкретными конструктивными решениями.

Цель работы. Целью работы является создание нового малогабаритного кондиционера кольцевого типа с термоэлектрическими преобразователями для охлаждения малогабаритных объектов, проведение теоретических и экспериментальных исследований его тепловых характеристик и разработка методики его теплового расчета.

Поставлены и решены следующие задачи:

¡.Разработана и реализована конструкция кольцевого кондиционера с однорядным расположением термоэлектрических преобразователей.

2. Разработан и изготовлен специальный стенд для экспериментального исследования тепловых характеристик кондиционера.

3. Проведены экспериментальные и теоретические исследования модели кондиционера в широком диапазоне изменения его рабочих параметров, на основе которых создана методика теплового расчета подобных аппаратов, позволяющая выявить оптимальные режимы его эксплуатации.

РОС. НАЦИОНАЛЬНАЯ БИБЛИОТЕКА 3 С.-Петербург

ОЭ Э00 ¿акт&^Ь

4. Проведено сравнение экспериментальных данных по тепловым характеристикам кондиционера с расчетными по теоретической методике.

5. Определены области использования кондиционера.

Научная новизна заключается в получении следующих основных результатов:

1. Разработан новый тип малогабаритного кольцевого кондиционера с однорядным расположением термоэлектрических преобразователей, что повышает эффективность их использования.

2. Экспериментально определены диапазоны изменения тепловых характеристик кондиционера кольцевого типа (холодопроизводительности, холодильного коэффициента, температурного напора) при изменении начальных режимных параметров холодного и горячего теплоносителей и мощности электрического питания термоэлектрических преобразователей.

3. Разработана методика теплового расчета кондиционеров с термоэлектрическими преобразователями (ТЭП), учитывающая не только теплоэлектрофизические характеристики ТЭП и термические сопротивления «подвода-отвода» теплоты к спаям термопары, но и условия передачи теплоты к ним от теплоносителей с учетом конструктивных характеристик устройств.

4. Проверена экспериментально работа одиночных термоэлектрических преобразователей типа К1-127-1,4/1,5 (ШгТез - В128е3), и выявлено, что при проведении тепловых расчетов кондиционеров можно использовать заводские данные по теплоэлектрофизическим характеристикам преобразователей или справочные - по характеристикам материала электродов.

Практическая значимость работы заключается в решении следующих вопросов:

1. Создан специальный стенд для полномасштабных испытаний кондиционеров с термоэлектрическими преобразователями.

2. Предложенная методика расчета кондиционеров с термоэлектрическими преобразователями позволяет проводить тепловые расчеты кондиционеров с различными конструктивными решениями и оптимизировать их работу по холодному и горячему теплоносителям, поверхностям теплосъёма, мощности питания и т.п.

3. Предложен на уровне полезной модели пилотный образец малогабаритного кондиционера кольцевого типа с однорядным расположением термоэлектрических преобразователей, который рекомендуется для серийного изготовления и применения с целью создания заданных рабочих условий в

объектах малого объёма (транспортные кабины, рабочие места в офисах, камеры торгового оборудования, шкафы электронного оборудования).

Реализация. Методика теплотехнического расчёта параметров кольцевого кондиционера, а также результаты испытаний макетного образца использованы при разработке двух опытно-промышленных кондиционеров:

1. Бортовой кондиционер для кают маломерных и других надводных судов. Опробован и внедряется ООО «Техноцентр «Термические технологии» в г. Волгодонске в 2005 г.

2. Кондиционер системы поддержания климатических условий в стойках АСКУ. Внедрён на образцах головной серии систем «Потенциал - М «С» ООО «Потенциал», г. Тольятти в 2005 г.

Автор защищает

1. Результаты экспериментального определения основных тепло-электрофизических характеристик термоэлектрического преобразователя К1-127-1,4/1,5 (ВЬТез-В^ез).

2. Методику теплового расчета кондиционера с термоэлектрическими преобразователями по заданным тепловым или электрическим параметрам.

3. Результаты теплового расчета кондиционера кольцевого типа с термоэлектрическими преобразователями К1-127-1,4/1,5.

4. Результаты экспериментальных исследований основных тепловых характеристик кондиционера кольцевого типа с термоэлектрическими преобразователями К1-127-1,4/1,5.

5. Результаты аналитического исследования регулирования работы кондиционера с термоэлектрическими преобразователями при управляющем воздействии напряжения питания.

Апробация работы. Материалы диссертации были представлены на: международной научно-технический конференции «Социально-экономические проблемы лесного комплекса» (Екатеринбург, 2003); межотраслевой научно-технической конференции «Дни науки ОТИ МИФИ» (Озёрск, 2002); Всероссийской научно-технической конференции «Актуальные проблемы современной энергетики» (Екатеринбург, 2002); II и IV отчетных конференциях молодых ученых ГОУ ВПО УГТУ-УПИ (Екатеринбург, 2002, 2003).

Публикации. Основные результаты диссертационной работы опубликованы в 9 печатных работах [1-9].

Личный вклад автора заключается в анализе литературных данных; разработке конструкции кондиционера кольцевого типа с ТЭП; создании экспериментальных стендов; проведении экспериментов по определению тепловых характеристик термоэлектрического преобразователя и макета кондиционера; анализе экспериментальных данных; разработке методики теплового расчета кондиционера с термоэлектрическими преобразователями; проведении теплового расчета кондиционера кольцевого типа; выявлении областей использования кондиционера.

Структура и объём работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения и приложений; изложена на 172 страницах машинописного текста и содержит 10 таблиц, 40 рисунков и библиографический список из 113 наименований.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснованы актуальность темы диссертационной работы, сформулированы цель и задачи исследований, отражены научная новизна и практическая значимость полученных результатов.

В первой главе приведён аналитический обзор литературных источников, посвященных проблемам создания термоэлектрических преобразователей и их использования в термоэлектрической технике как альтернативного решения традиционным компрессионным и абсорбционным холодильным машинам.

Из анализа следует, что теплообмен на спаях термопар является основным фактором, определяющим энергетические характеристики термоэлектрических преобразователей (ТЭП); преобразователи при фиксированных температурах холодных и горячих спаев способны поглощать тепло в определённом диапазоне изменения плотности тока.

В реальных условиях работы ТЭП фиксированными являются не температуры спаев, а температуры среды и объектов, окружающих спаи. В стационарных режимах температуры спаев будут зависеть от термических сопротивлений теплоотдачи теплоносителей. При этом все термоэлементы работают в различных температурных режимах, и характеристики ТЭП в целом существенно отличаются от характеристик отдельно взятого термоэлемента.

При достаточно больших площадях ТЭП добиться эффективной работы всех термоэлементов не удается, в связи с чем в устройствах по охлаждению потоков теплоносителей (в том числе и кондиционерах) предпочтительным является использование ТЭП с небольшой площадью поверхности.

В настоящее время применение холодильных установок и кондиционеров достаточно большой мощности с использованием термоэлектрических преобразователей по сравнению с традиционной холодильной техникой экономически не выгодно. Однако термоэлектрические преобразователи эффективны при холодопроизводительностях в диапазоне от долей до сотен ватт, и здесь альтернативы устройствам с ТЭП нет. Перспективным направлением является кондиционирование воздуха в помещениях малого объёма (кабины транспортных средств, рабочие места, шкафы АСУ и т.п.).

В России практически нет ни одной фирмы, которая оснащала бы свою серийную продукцию термоэлектрическими кондиционерами. Это связано со стремлением создать устройства с ТЭП для охлаждения всего объёма, что требует потребления достаточно большой мощности (2 кВт и более). Последнее ведёт к увеличению габаритов и стоимости автономных источников питания для создания комфортных условий на рабочем месте. Как показали медицинские исследования, достаточно использовать локальное охлаждение на 8-10° С. Это требует существенно меньших энергозатрат и значительно дешевле по сравнению с объёмным кондиционированием.

Литературных данных по тепловым расчетам термоэлектрических кондиционеров, учитывающим их конструктивные особенности, недостаточно. Обычно рассматривается тепловой баланс отдельных спаев. Исходя из анализа литературных источников сформулированы задачи исследований.

Во второй главе предложена конструкция кондиционера кольцевого типа с однорядным расположением ТЭП. В качестве ТЭП предлагается использовать наиболее распространённый модуль К1-127-1,4/1,5 с паспортными данными завода-изготовителя.

Кондиционер представляет собой тонкостенную алюминиевую дисковую конструкцию с выфрезерованными радиальными тонкостенными каналами (1), через которые продувается воздух (холодный источник (?х) (рис.1). На внешний кольцевой диск наклеены 14 термоэлектрических элементов (2), к которым подводится питание постоянного тока с напряжением С/ параллельно на две группы по 7 элементов в каждой. На внешнюю поверхность термоэлектрических преобразователей (ТЭП) наклеен кольцевой диск (3) с каналами для подвода охлаждающей воды Подвод воздуха

осуществляется к центральной части макета кондиционера и через радиальные каналы сбрасывается в атмосферу.

Вода Юг)

Воздух (<2Х)

Рис. 1. Схема кондиционера кольцевого типа: 1- распределитель охлаждаемого воздуха; 2 - ТЭП; 3 - водяной холодильник

Для проверки паспортных характеристик ТЭП и возможности расчета подобных элементов на основе данных по теплоэлектрофизическим свойствам материалов термопар (В12Те3 - В128е3) проведены экспериментальные исследования характеристик ТЭП на специальном стенде в стационарных режимах. ТЭП представляет плоскую конструкцию, в которой между поликоровыми пластинами зажаты термопары. На основании распределения температуры в элементах ТЭП произведены расчеты теплоэлектрофизических характеристик преобразователя. Поскольку теплота в ТЭП переносится по термостолбикам теплопроводностью, и в одну термопару входит два термостолбика, для ТЭП имеем:

- теплота, переносимая теплопроводностью: Qx — КтА1с;

I

- электрическое сопротивление всего ТЭП: Лт =

СТР„

(1) (2)

- холодопроизводительность: Ох = ~Г"(Тх~ ^хс )'^Гп>

дп

- теплота «горячего» источника: Qг = ~■ (Тгс -Тг)-Рп,

о„

где Кт =

№пп

I

(3)

(4)

- тепловая проводимость ТЭП; Мс - перепад температур

между спаями; - поверхность поликоровых пластин; п - число термостолбиков; Л , Л, - коэффициенты теплопроводности материала термостолбиков и

поликора; I- высота термостолбиков; дп — толщина поликоровых пластин; Тж,Тк,Тх,Тг- температуры «холодных» спаев, «горячих» спаев, внешних «холодной» и «горячей» сторон поликоровых пластин.

Температуры спаев термопар Тхс и Тх рассчитывались по (3), (4). Для расчета характеристик ТЭП использовались геометрические характеристики ТЭП К1-127-1,4/1,5, теплоэлектрофизические характеристики материала термопар по справочным данным. Эффективная термоЭДС ТЭП: еэ=еп, где е - термоЭДС материала термостолбика. Результаты расчета представлены в табл. 1. Там же приведены характеристики ТЭП, полученные по результатам экспериментальных исследований для режима, положенного в основу работы кондиционера.

Таблица 1

Характеристики ТЭП

Способ определения ТермоЭДС е„В/К Сопротивление К, Ом Тепловая проводимость Кт, Вт/К Термосопротивление поликора Л„ = 0,15 К/Вт

Расчет 0,056 - 0,046 2,188 0,323 0,15

Эксперимент 0,0310 - 0,046 2,43 0,530 -

Из таблицы видно, что результаты расчетов по приближенным справочным данным и обработки данных тепловых испытаний ТЭП достаточно близки, что говорит о возможности использования последних для технических расчетов и построения приближенного алгоритма математического моделирования тепловых процессов в кондиционере.

Экспериментальные линейные зависимости холодопроизводительности Qx = Ох и тока 3 ~ 3 от разности температур Л( = Тх - Тг на поликоровых пластинах аппроксимированы по методу наименьших квадратов.

Получено:

£>х = 28,24 -0,765 А(, Вт, 7 = 2,385-0,014/1/, А, [" (5)

N = У С/ — 14,31 - 0,0Ш(, Вт.

Аналогичные зависимости получены от разности температур на спаях Л1С =(ТХС - Тгс). Экспериментальные данные дают линейные связи между Qx , Тх и током и приведены в диссертации.

Проведены расчеты холодопроизводительности ()х и теплоты, отводимой от «горячего» источника ()г, по уравнениям теплового баланса на спаях с учетом тепла Пельтье, джоулева тепла и тепла, переносимого

теплопроводностью. Результаты расчета для трёх режимов приведены в табл.2, в которой в знаменателе приведена величина ()х, найденная при испытаниях. В расчетах использованы характеристики ТЭП, найденные экспериментально и приведенные в табл. 1.

Таблица 2

Величины/Режимы 3 4 5

виг ^т Тхс 29,31 29,65 30,59

~~ еэ */щ Тгс 28,74 28,74 30,80

5,46 5,88 6,71

0.х = КяАи 9,33 4,93 -1,07

0, 24,87 31,62 38,25

а 14,50/13,08 19,40/18,28 25,59/26,16

Проведено сравнение результатов предварительных экспериментальных исследований холодопроизводительности ()х макета кольцевого кондиционера и ТЭП, которое показало достаточно хорошее совпадение (с погрешностью обычных теплотехнических испытаний).

По данным испытаний одного ТЭП и предварительных испытаний макета кондиционера были рассчитаны холодильные коэффициенты. Их зависимость от перепада температур на ТЭП (Л1) представлена на рис. 2.

Рис. 2. Тепловые характеристики ТЭП: 1- холодильный коэффициент В одного ТЭП; 2 - то же для кондиционера; 3 - холодопроизводительностъ одного ТЭП; 4 - ток через ТЭП

В третьей главе приводится тепловой расчет кондиционера с термоэлектрическими преобразователями. Расчетная схема конструкции кондиционера кольцевого типа представлена на рис. 3.

Рис 3. Расчётная схема кондиционера кольцевого типа

На схеме: 8п , 8Х , 5г — толщина поликоровой пластины и дисков с холодной и горячей стороны; Е - высота термопар; Л*, Хг, Л, - коэффициенты теплопроводности материала дисков с холодной, горячей стороны и поликора; ОСх , аг - конвективные коэффициенты теплоотдачи с холодной и горячей стороны; Ох, 0о - полные тепловые потоки с холодной, горячей стороны и в окружающую среду; Рх , Рг , - полные поверхности теплообмена с холодной, горячей сторон и плоского диска; 1¥х , 1¥г - расходные теплоёмкости теплоносителей с холодной и горячей стороны; tx, tг, /д, tfг-температуры холодной, горячей стороны дисков, холодного и горячего теплоносителей.

В расчете все средние характеристики кондиционера приведены к единице площади расчетной поверхности теплообмена ^ (поверхности кольцевого диска). В связи с этим введены следующие геометрические и теплоэнергетические характеристики: доля теплообменной поверхности, занятая ТЭП; число столбиков термопар, приходящихся на единицу площади одного ТЭП; электрическая мощность, подаваемая на одну термопару ТЭП и на все термопары ТЭП; плотность электрической мощности на теплообменной поверхности.

Количество теплоты на элемент поверхности рассчитывается по плотности

тепловых потоков на гладкую теплообменную поверхность К

Известное уравнение теплового баланса, записанное для одной термопары (на один м2 площади сечения одного термостолбика), использовано для получения элементарных балансов плотности тепловых потоков на спаях столбиков термопар ТЭП. Это дало возможность получить элементарный баланс теплоты на спаях одного ТЭП, полный баланс теплоты для ТЭП и для всех ТЭП в кондиционере. Получены выражения для плотности тепловых потоков, отнесённых к одному м2 поверхности теплообмена Г, которые имеют вид:

Чх= птхс- КР{Тгс-Тхс),

Яг- ПТ?с + ~2 Кр(Тгс-Тхс), (6)

е У 4

где 77=——-— - эффективный коэффициент преобразования, Вт/м2 К; Ртт

2 £

(Зрр = Ят- - поверхностная плотность джоулева тепла, Вт/м2 К;

рТт

£

Кр = Кт--эффективная тепловая проводимость термопар, Вт/м2 К;

рТт

£ = Гтт т/Г-долятеплообменной поверхности, занятая ТЭП, где Г?т - поверхность одного ТЭП, т - общее число термоэлектрических преобразователей, Зт - ток через один ТЭП.

Величины еэ, Ят, Кт определены экспериментально (табл. 1) или могут быть рассчитаны по формулам, приведённым в диссертации.

Плотности тепловых потоков (6) в стационарных состояниях при температуре охлаждающего теплоносителя выше температуры холодного воздуха (7уг>Гд) записываются через коэффициенты теплопередачи, что

позволяет исключить разность температур спаев (Тгс - Тхс) в (б) при помощи соотношения

(Тгс-Тхс )

/ \

+ (Т/г-Тд). (7)

Термическое сопротивление 1 /кр,- с горячей и 1 /кс- с холодной сторон определяются соотношениями:

]_ = ±+± К

к к

кп

(8)

где кп - теплопроводимостъ поликоровых пластин;

кг, кх - коэффициенты теплопередачи со стороны «горячего» и «холодного» теплоносителей.

Плотности потоков связаны уравнением первого закона термодинамики в режиме постоянной плотности мощности qг = (9)

где Nр =(МТт/- средняя удельная поверхностная плотность мощности; NTm- электрическая мощность одного ТЭП.

Плотности тепловых потоков (6) записываются в виде:

где

к К К

1х = к

Чг= к* 1

п к,

г>+1

л

ъ) \

П к,

С У

(10)

При Тр, >7уг второе слагаемое в (10) имеет знак плюс.

Полные количества теплоты ()х и ()г определяются интегрированием (10) по поверхностям теплообмена Р.

Применение теоремы о среднем даёт:

к* Г 1 л

к и )

, * ( 1

к — 4

и К >

N

к

Р ±к АТ/ - —<2дР

п к*

Мр ±к АТГ - — бдт

Я (И)

Черта означает усреднение по поверхностям теплообмена Е. Получено выражение среднего для системы ТЭП холодильного коэффициента

-Лк

К+4

1

ТЛГ/

т17теэ

(12)

где знак«-» - при > Гд; «+»-при Тр. > ;

11т, Зт - напряжение и ток питания ТЭП.

Получены также выражения для расчета среднелогарифмических температурных напоров для прямотока и противотока ЛТ^ , в которые входят

теплоэлектрофизические и геометрические характеристики кондиционера. Найдено распределение температуры «холодного» теплоносителя по поверхности которое имеет минимум при некотором значении поверхности РтЫ. Это означает, что при Т7 > температура холодного теплоносителя начнёт увеличиваться, уменьшая эффективность охлаждения.

Расчеты коэффициентов теплообмена ах и аг проводились по известным критериальным зависимостям для щелевых каналов при ламинарных и турбулентных режимах течения, а коэффициенты теплопередачи относились к одному м2 расчетной поверхности Р с учётом коэффициента оребрения.

Рассмотрено влияние теплоэлектрофизических характеристик и режимных параметров на работу кондиционера. Получены выражения для и через геометрические, тепловые и электрические характеристики.

Показано, что для увеличения холодильного коэффициента необходимо интенсифицировать теплообмен и увеличить плотности средних тепловых потоков. К этому же ведёт и уменьшение расчетной поверхности Т7, которая должна стремиться к поверхности ТЭП.

В заключение приведены методика теплового расчета кондиционера и уравнения для расчета холодильного коэффициента е через расходные теплоёмкости теплоносителей и их средние температурные напоры, а также тока через ТЭП при заданном напряжении и напряжения на ТЭП при заданном токе. Получено уравнение для расчета тока в ТЭП при заданной мощности. Приводится порядок расчёта кондиционера для выбора мощности ТЭП.

Методика теплового расчета, при ее определенной модификации, может быть использована для анализа работы других конструкций кондиционеров с ТЭП.

В четвёртой главе приводится описание экспериментального стенда, методики проведения экспериментов и результатов исследований макета кондиционера кольцевого типа с ТЭП. Исследования были проведены в два этапа. Первый этап - предварительные испытания для получения тепловых характеристик кондиционера и выявления возможностей стенда. Эти исследования позволили получить экспериментальные данные для проверки

методики расчёта теплофизических характеристик системы термопреобразователей в кондиционере.

Второй этап - основные исследования на модернизированном стенде, который представляет собой кондиционер с системами подвода воздуха, охлаждающей воды, электрического питания к ТЭП, измерений всех необходимых параметров. Расход воздуха измерялся сдвоенной диафрагмой, протарированной на прецизионном газовом счетчике; расход воды -ротаметром, протарированным по мерному сосуду; температуры измерялись термопарами МК с использованием 12-канального АЦП с автоматической компенсацией температуры холодных спаев и выводом показаний на ПЭВМ. Питание ТЭП осуществлялось от блока питания БП-12В-10А с тремя параллельно включенными элементами с регулируемым напряжением. Ток и напряжение питания контролировались цифровыми приборами. Диапазон измерения параметров при испытаниях кондиционера находился в пределах: расход воздуха - 80 - 120 кг/ч; расход воды - 60 140 кг/ч; мощность питания ТЭП - 80 - 190 Вт; температура воздуха на входе -15 - 50 °С; температура воды на входе -20-40 °С.

По результатам экспериментов были определены средние мощности питания термоэлектрических преобразователей N, холодопроизводительности <2Х (по воздуху), теплоты горячего источника ()г (по воде), средние температуры горячего и холодного воздуха, горячей и холодной воды, определены средние температурные напоры и рассчитаны холодильные коэффициенты £.

На рис. 4 представлены результаты расчёта холодильного коэффициента £ в зависимости от относительного среднелогарифмического температурного напора V = АТ^ для различных средних удельных электрических

мощностей IV на единицу расхода воздуха.

Выбор таких координат обусловлен тем, что позволил сократить число переменных, используемых в экспериментах, и систематизировать влияние комплекса факторов на холодильный коэффициент.

Из рис. 4 следует, что: холодильный коэффициент б является нелинейной функцией относительного среднелогарифмического температурного напора V; с увеличением температуры охлаждающей воды (горячего источника) холодильный коэффициент уменьшается; при начальной температуре охлаждаемого воздуха (холодного источника) выше температуры охлаждающей

Рис. 4. Зависимость холодильного коэффициента Е от удельной электрической мощности и относительного среднелогарифмического температурного напора V.

«-» V- средняя температура воздуха больше средней температуры воды;

«+» V- средняя температура воды больше средней температуры воздуха;

I ....3 - выделена область £ < 1.

воды (горячего источника) холодильный коэффициент е>1 во всём исследованном диапазоне подводимой к ТЭП электрической мощности; при температуре горячего источника существенно выше температуры холодного источника холодильный коэффициент £ <1.

На рис. 5 представлена зависимость холодильного коэффициента от удельной электрической мощности питания термопреобразователей и начальной разности температур между «холодным» и «горячим» >

теплоносителями (Т^"^- Т^"'1).

Из рис. 5 следует, что: холодильный коэффициент уменьшается нелинейно с ростом подводимой к ТЭП электрической мощности, хотя с достаточной точностью его можно аппроксимировать линейной функцией ¡V (или N), что подтверждает результаты исследований для ТЭП, приведённые в главе 2; с увеличением разности температур между поступающим горячим воздухом и охлаждающей водой холодильный коэффициент растёт; чётко выделяется область холодильных коэффициентов £>1, когда воздух горячее воды, и £ <1, когда вода горячее воздуха; при равенстве температур воздуха и охлаждающей воды холодильный коэффициент £>\.

л г(») _ т("> 1 V* т/г о т(") т(н) 2'Т/Х ■ Т/г

Т("! = 30 °С

9 —

ТУ, кДж/кг

Рис. 5. Влияние подводимой электрической мощности Ж на холодильный коэффициент В.

1—3 - выделена область, когда вода горячее воздуха. Точки - экспериментальные данные, кривые - их усреднение.

Полученные результаты согласуются с литературными данными по влиянию температур теплоносителей на холодильный коэффициент.

Исследования показали, что с ростом начальной температуры воздуха и подаваемой электрической мощности N холодопроизводительность кондиционера растёт, но вклад подводимой электрической мощности в общую холодопроизводительность высок при малых начальных температурах воздуха и уменьшается при возрастании начальных температур охлаждаемого воздуха.

Рис. 6. Сравнение экспериментально определённых холодильных коэффициентов (е<) с вычисленными теоретически {£р). Линия -теория; точки - эксперимент

Проведённые расчеты холодильных коэффициентов по теоретической модели неплохо согласуются с данными, полученными экспериментальным путём (рис. 6).

В исследованном диапазоне изменения параметров холодопроизводи-тельность кондиционера изменялась от 20 до 360 Вт.

Исследования показали, что модель кондиционера работоспособна и её характеристики могут быть рекомендованы для изготовления серийных кондиционеров, работающих в этих диапазонах холодопроизводительности.

В пятой главе рассмотрены некоторые вопросы управления работой кондиционера и области его использования. Приводится тепловая схема функционирования кондиционера с указанием всех потоков, влияющих на ' температуру воздуха в помещении.Рассмотрены возможные способы регулирования холодопроизводительности, из которых предпочтительным является управление работой ТЭП.

Для «холодного» диска кондиционера, дающего основной вклад в холодопроизводительность, составлено нестационарное уравнение баланса тепла, из которого, при использовании баланса тепла на «холодных» спаях термопары, получено уравнение динамики для одного ТЭП при управляющем воздействии изменением напряжения питания ТЭП:

МаСа]1тЦ^+{ктКт+еэ2Тх,)зТ= {из~еэТг)дит, (13)

где Ма, Са — масса и теплоемкость диска в расчете на один ТЭП; ЗТ = Тх — Тхз; Тх , Тю — температура «холодных» спаев текущая и в стационарном состоянии; 31/т = 1/т - и5 - управляющее воздействие по >

напряжению; Тг — температура «горячих» спаев в предположении, что она имеет постоянное значение.

Определены основные параметры кондиционера - постоянная времени и коэффициент усиления, необходимые для расчёта системы автоматического регулирования.

В диссертации представлены возможные теплотехнические схемы применения кольцевого кондиционера по трём вариантам. Первый вариант предполагает наличие у пользователя проточной воды или водяного бассейна (на флоте), который является наилучшим с точки зрения эффективности работы кондиционера. Второй вариант предполагается применять в помещениях и кабинах, не имеющих проточной воды, в том числе и кабинах сухопутного транспорта, с использованием жидкостного контура циркуляции для съема

тепла. Третий вариант предназначен для транслортных кабин и шкафов с охлаждением электронной аппаратуры, в которых нежелательно иметь контур жидкостной циркуляции. В этом варианте необходимо наличие дополнительного вентилятора.

Кондиционер испытан в каюте маломерного судна по первому варианту и показал достаточно эффективное локальное охлаждение рабочего места (воздух охлаждается на 8-10°С в радиусе 1,5 метра при температуре воздуха на входе 29,5°С). Просчитана серия судовых кондиционеров на холодопроизво-дительности 210, 280 и 310 Вт, важным достоинством которых является отсутствие фреоновых аналогов. Рассмотрены варианты использования кондиционера в автомобилях. Создан пилотный образец транспортного кондиционера.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

В заключение можно отметить, что поскольку холодопроизводительность кондиционера небольшая, в единичном исполнении он может использоваться в малых помещениях, транспортных кабинах или для локального охлаждения воздуха вблизи рабочего места пользователя и т. п.

В рамках комплексного подхода к проблеме кондиционирования воздуха в помещениях малого объёма выполнен законченный цикл исследований процессов тепловой работы малогабаритных кондиционеров с термоэлектрическими преобразователями; предложена конструкция кондиционера кольцевого типа, проведены экспериментальные и теоретические исследования его работы, разработана методика теплового расчета кондиционера, проанализированы основные факторы, влияющие на эффективность его работы.

Основные результаты, представленные в диссертации:

1. Разработан новый тип малогабаритного кольцевого кондиционера с однорядным расположением термоэлектрических преобразователей. Конструкция кондиционера выполнена из алюминия, что позволило производить обдув холодных поверхностей термоэлектрических преобразователей непосредственно охлаждаемым воздухом, исключив промежуточные теплоносители, и тем самым повысить эффективность работы кондиционера.

2. Экспериментально проверена работа термоэлектрического преобразователя типа К1-127-1,4/1,5 (В12Те3 - В128е3), серийно выпускаемого промышленностью. Подтверждены основные теплоэлектрофизические

характеристики преобразователя и возможность его расчёта по справочным данным характеристик материала электродов.

3. Обоснован метод теплового расчета кондиционеров с термоэлектрическими преобразователями, учитывающий теплоэлектро-физические характеристики преобразователей, термические сопротивления теплообмена спаев термопар, конвективного теплообмена теплоносителей, конструктивные характеристики систем теплопередачи.

4. Предложенный метод расчета теплообмена в кондиционере сводит задачу к расчету теплообменного аппарата с внутренними источниками тепла. Получены формулы для расчета холодопроизводительности, теплоты горячего и холодного теплоносителей, холодильного коэффициента, среднелогарифмического температурного напора при прямотоке и противотоке теплоносителей, электрического напряжения и тока питания преобразователей. Получено распределение температуры воздуха вдоль радиальной координаты для кондиционера кольцевого типа. Установлено, что лимитирующими факторами в теплообмене являются коэффициенты теплообмена с холодной и горячей сторон кондиционера, которые ограничивают коэффициенты теплопередачи к спаям термопар преобразователей. Расчетами показано, что увеличение поверхности оребрения с холодной стороны существенно увеличивает холодильный коэффициент.

5. Разработанная методика позволяет проводить тепловые расчеты кондиционеров с различными конструктивными решениями и оптимизировать их работу в зависимости от поставленных задач: по расходам теплоносителей; поверхностям теплосъема; температурному перепаду между холодной и горячей поверхностями преобразователей; температурному перепаду на теплоносителях; выбору мощности электрического питания преобразователей и т.п.

6. Разработан специальный стенд для проведения экспериментальных исследований кондиционера кольцевого типа с термоэлектрическими преобразователями, позволяющий изменять основные параметры в широких пределах: начальные температуры охлаждаемого воздуха - (20-50)°С; начальные температуры горячего теплоносителя (воды) - (10-40)°С; электрической мощности питания преобразователей - (80 -Ч90)Вт; массовых расходов воздуха -(60 +130) кг/ч и воды - (50-5-140) кг/ч.

7. Установлено, что холодопроизводительность кондиционера в этих режимах изменяется от 20 до 360 Вт, холодильный коэффициент нелинейно зависит как от относительного среднелогарифмического температурного напора, так и от подводимой к преобразователям электрической мощности;

холодильный коэффициент лежит в пределах £ ~ 0,5 + 3,7, причем большие значения соответствуют более высоким температурам охлаждаемого воздуха, более низким температурам охлаждающей воды и меньшей электрической мощности, подводимой к преобразователям. Холодильный коэффициент е > 1 в тех режимах, когда температура воздуха, подаваемого на кондиционирование, больше или равна температуре охлаждающей воды. Вклад подводимой электрической мощности в холодопроизводительность выше при малых начальных температурах воздуха.

8. Разработан и создан пилотный образец малогабаритного кондиционера кольцевого типа с однорядным расположением термоэлектрических » преобразователей, который прошел испытания на маломерном судне для

охлаждения части каюты. Кондиционер рекомендуется для использования на объектах малого объема, таких как транспортные кабины, кабины маломерных судов, охлаждение рабочих мест, охлаждение приборов в местах их расположения и т.п.

Кондиционеры с термоэлектрическими преобразователями в вышеперечисленных областях их использования являются альтернативным направлением компрессионному газожидкостному оборудованию и решают проблемы экологии в сфере кондиционирования.

Основные публикации по теме диссертации:

1. Кольцевой кондиционер с термоэлектрическими преобразователями / И.В. Кирнос, Н.И. Петров, Ю.М. Голдобин, Г.П. Ясников. ГОУ УГТУ-УПИ. Екатеринбург, 1999. 7 с. Деп. в ВИНИТИ 28.07.99. № 2471-В99.

2. Тепловой расчёт термоэлектрического кольцевого кондиционера / И.В. Кирнос, Н.И. Петров, Г.П. Ясников, Ю.М. Голдобин, B.C. Белоусов. ГОУ УГТУ-УПИ. Екатеринбург, 1999. 12 с. Деп. в ВИНИТИ 28.07.99. № 2473- В99.

3. Экспериментальные исследования макета термоэлектрического кольцевого кондиционера / И.В. Кирнос, Н.И. Петров, Ю.М. Голдобин, Г.П. Ясников. ГОУ УГТУ-УПИ. Екатеринбург, 1999. 4 с. Деп. в ВИНИТИ 28.07.99. № 2472-В99.

4. Исследование работы термоэлектрического кондиционера кольцевого типа / Н.И. Петров // Научные труды П отчётной конференции молодых учёных ГОУ УГТУ-УПИ. Екатеринбург: ГОУ УГТУ-УПИ, 2002. С. 161-163.

5. Кольцевой кондиционер с термоэлектрическими преобразователями / И.В. Кирнос, Н.И. Петров, Г.П. Ясников, Ю.М. Голдобин // Межвузовский

сборник научных трудов «Теоретические основы теплотехники». Магнитогорск: МаГУ, 2000. С. 59-67.

6. Н.И. Петров. Тепловые характеристики термоэлектрического кондиционера кольцевого типа / Н.И. Петров, Ю.М. Голдобин // Тезисы докладов межотраслевой научно-технической конференции «Дни науки ОТИ МИФИ». Озёрск, 2002. С. 341-342.

7. Автоматическое регулирование термоэлектрического транспортного кондиционера кольцевого типа / Ю.М. Голдобин, Г.П. Ясников, А.ЛАуэрбах, Н.И. Петров // Труды Всероссийской научно-технической конференции «Актуальные проблемы современной энергетики». Вестник УПУ-УПИ. Екатеринбург, 2002. № 3 (18). С. 143 -145.

8. Кондиционер с термоэлектрическими преобразователями как объект i регулирования холодопроизводительности / Н.И. Петров // Научные труды

III отчетной конференции молодых ученых УПУ-УПИ. Екатеринбург: ГОУ УГТУ-УПИ, 2003. С. 89-90.

9. Тепловой расчет кондиционера с термоэлектрическими преобразователями/ Н.И. Петров, Ю.М. Голдобин, Е.Ю. Павлюк, C.B. Звягин // Сборник материалов научно-технической конференции «Социально-экономические проблемы лесного комплекса». Екатеринбург, 2003. С. 321-322.

г

Подписано в печать 18.05.2006 Формат 60x84 1/16

Бумага типографская Цифровая печать Усл. печ. л. 1,28

Уч.- изд. л. 1,14 Тираж 120 Заказ 81 Бесплатно

Редакционно-издательский отдел ГОУ ВПО УГТУ-УПИ 620002, Екатеринбург, Мира, 19

Ризография НИЧ ГОУ ВПО УГТУ-УПИ 620002, Екатеринбург, Мира, 19

f

■к

J з

w 1 5 8 03

ОГЛАВЛЕНИЕ.

ОСНОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ.

ВВЕДЕНИЕ. ф

ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ

ИССЛЕДОВАНИЙ.

1.1. Развитие термоэлектрической техники.

1.2. Термоэлектрические преобразователи (ТЭП) и их применение в тепловых насосах.

1.2.1. Принцип работы термоэлектрических преобразователей.

1.2.2. Характеристики термоэлектрических преобразователей.

1.2.3. Термоэлектрические преобразователи теплообменного типа.

1.3. Термоэлектрические охлаждающие устройства и их использование.

1.4. Эффективность применения термоэлектрических кондиционеров и перспективы их использования.

1.5. Постановка задач исследований.

ГЛАВА 2. ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ ДЛЯ КОНДИЦИОНЕРА.

I 2.1. Конструкция кольцевого кондиционера с термоэлектрическими преобразователями.

2.2. Экспериментальное исследование работы термоэлектрического преобразователя (ТЭП).

2.3. Расчеты термоэлектрических характеристик преобразователя по экспериментальным данным.

2.3.1. Определение параметров ТЭП.

2.3.2. Сравнение результатов расчета с экспериментальными данными.

2.4. Сравнение результатов испытаний ТЭП с данными испытаний кондиционера.

2.5. Алгоритм приближенного численного моделирования тепловых процессов в кондиционере.

ГЛАВА 3. ТЕПЛОВОЙ РАСЧЁТ КОНДИЦИОНЕРА С

ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКИМИ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯМИ.

3.1. Расчетная схема кондиционера и его средние характеристики.

Ф 3.2. Методика теплового расчета.

3.2.1. Тепловой баланс на спаях термопары и термоэлектрическом преобразователе и в кондиционере.

3.2.2. Теплоперенос от спаев к теплоносителям и тепловой баланс теплоносителей. ф 3.2.3. Распределение разности средних температурных напоров, температур и холодильный коэффициент.

3.2.4. Расчет коэффициентов теплообмена и теплопередачи.

3.2.5. Влияние теплоэлектрофизических характеристик и режимных параметров на работу кондиционера.

3.2.6. Методика теплового расчёта кондиционера с ТЭП.

ГЛАВА 4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ МАКЕТА КОНДИЦИОНЕРА КОЛЬЦЕВОГО ТИПА С ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКИМИ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯМИ.

4.1. Экспериментальный стенд и методики проведения исследований.

4.2. Результаты исследований и их анализ.

4.3. Результаты расчётов по теоретической модели и сравнение их с экспериментальными данными.

Приборы и аппараты, призванные создавать комфортные условия жизни во всех её проявлениях, окружают нас буквально везде. Вместе с тем, # общеизвестны проблемы 20 века: истощение традиционных энергетических ресурсов, возникновение «озоновых дыр», другие глобальные экологические проблемы, связанные с эксплуатацией техники и утилизацией промышленных и бытовых отходов и др., которые возникли, в том числе, в результате использования холодильного оборудования.

Конструкция большинства образцов холодильной техники предполагает использование промежуточных газожидкостных энергоносителей, из которых львиную долю до недавнего времени составляли фреоны, губительно ф действующие на озоновый слой Земли. В соответствии с Монреальским протоколом международной конференции по проблеме защиты озонового слоя Земли от 29 июня 1990г. [1] использование фреонов в промышленности с 2000г. запрещено, и соответственно, должна быть проведена их замена на другие носители. Одним из таких носителей являются озонобезопасные хладоны, но использование их в холодильной технике снижает эффективность последней и не решает полностью проблем экологии.

При использовании подобных аппаратов на транспорте и других объектах нестационарного базирования особенно ощутимой становится их уязвимость и ненадёжность при работе в условиях повышенных вибраций и знакопеременных нагрузок на механические части, приводящих к нарушению герметичности и выходу аппаратов из строя. Следует добавить, что для обслуживания их требуется специальное оборудование и определённая квалификация персонала. Становится очевидной сложность эксплуатации и ремонта подобной техники, что в целом делает предметом пристального рассмотрения, как экономическую целесообразность, так и возможность массового её использования.

В 21 веке в связи с дальнейшим развитием техники многие требования, к ® ней предъявляемые, становятся не только желательными, но и обязательными.

Например, человек, сидящий за рулём или рычагами автомобиля, трактора, водного, воздушного судна или в кабине грузоподъёмного крана, то есть управляющий средством повышенной опасности, часто находится в экстремальных условиях. Всё возрастающие скоростные и функциональные показатели технических средств (грузоподъёмность, быстродействие, производительность) неизбежно повышают интенсивность управляющих операций, которая приближается к пределу человеческих возможностей. Ещё труднее сохранить работоспособное состояние на протяжении длительного периода времени, особенно в условиях, близких к экстремальным.

Применительно к холодильной технике это означает, что оснащение кабины водителя (оператора), например, кондиционером, из категории создания дополнительных комфортных условий переходит в категорию обязательного обеспечения безопасности и эффективности функционирования, так как климатические условия должны соответствовать требованиям жизнедеятельности человека [2].

Создание климатических условий необходимо и в отношении приборов, которыми всё более и более оснащаются технические средства, с той лишь разницей, что в данном случае речь идёт о технических параметрах устройств и соответствующем диапазоне температурных и других характеристик, которые призваны обеспечить системы охлаждения.

Бесспорно, необходимы альтернативные направления компрессионному газожидкостному холодильному и кондиционерному оборудованию, способные создать новое поколение подобной техники, отвечающей требованиям надёжности, долговечности, компактности, практичности и эффективности при конкурентоспособной цене и технологичности производства.

Одним из таких направлений является разработка термоэлектрической техники, которая может отвечать всем указанным требованиям. Кроме того, она имеет преимущество по сравнению с традиционной техникой универсальность: без каких-либо существенных конструктивных усложнений может вырабатывать как «холод», так и «тепло». В некоторых случаях эта способность становится преобладающей.

Термоэлектрические преобразователи энергии (генераторы и тепловые насосы) обладают достаточно высокой надежностью и эффективностью; могут работать в широком диапазоне температур; не требуют постоянного обслуживания, что обеспечивает их конкурентоспособность по сравнению с другими системами преобразования энергии. На основе термоэлектрических преобразователей созданы термоэлектрические генераторы, используемые в космических и подводных исследованиях, в системах автоматики, телеуправления, метрологии, на автономных объектах различного назначения.

Термоэлектрические тепловые насосы являются практически единственными приемлемыми устройствами для охлаждения малогабаритных объектов. С этой целью промышленностью выпускаются термоэлектрические преобразователи (ТЭП) и модули (ТЭМ), позволяющие решить задачи непрерывного получения холода и теплоты. На базе таких преобразователей разработан и испытан целый ряд холодильников (автомобильных, судовых, бытовых и т.п.), кондиционеров и воздухоохладителей (в медицине, электронике).

Широкое использование термоэлектрических преобразователей (ТЭП) для целей охлаждения требуют создания методики расчета таких устройств, которая учитывала бы термоэлектрические характеристики термоэлементов, термические сопротивления на спаях термопар и в местах «подвода-отвода» тепла, конструктивные особенности охлаждающего устройства.

Создание такой методики расчета требует ее экспериментальной проверки на конкретном аппарате с использованием теплоэлектрофизических характеристик используемых ТЭП.

Цель работы. Целью работы являются экспериментальные и теоретические исследования тепловых характеристик нового малогабаритного кондиционера кольцевого типа с термоэлектрическими преобразователями и создание методики его теплового расчета.

Поставлены и решены следующие задачи:

- создана конструкция кольцевого кондиционера с однорядным расположением термоэлектрических преобразователей;

- разработан и изготовлен специальный стенд для экспериментального исследования тепловых характеристик кондиционера;

- проведены экспериментальные исследования работы модели кондиционера в широком диапазоне изменения параметров системы;

- проведены теоретические исследования работы кондиционера и создана методика его теплового расчета, позволяющая оценить влияние теплоэлектрофизических характеристик преобразователя, режимных и конструктивных параметров на тепловые характеристики кондиционера;

- проведено сравнение экспериментальных данных по тепловым характеристикам кондиционера с расчетными данными по теоретической методике;

- определены области использования кондиционера.

Научная новизна заключается в получении следующих основных результатов:

- разработан новый тип малогабаритного кольцевого кондиционера с однорядным расположением термоэлектрических преобразователей, что повышает эффективность их использования;

- экспериментально определены диапазоны изменения тепловых характеристик кондиционера кольцевого типа (холодо-производительности, холодильного коэффициента, температурного напора) при изменении начальных режимных параметров холодного и горячего теплоносителей и мощности электрического питания термоэлектрических преобразователей;

- разработана методика теплового расчета кондиционеров с термоэлектрическими преобразователями, учитывающая не только теплоэлектрофизические характеристики ТЭП и термические сопротивления «подвода-отвода» теплоты к спаям термопары, но и условия передачи теплоты к ним от теплоносителей с учетом конструктивных характеристик устройств;

- проверена экспериментально работа одиночных термоэлектрических преобразователей типа Kl-127-1,4/1,5 (Bi2Te3 - Bi2Se3). Выяснено, что при проведении тепловых расчетов кондиционеров можно использовать заводские данные по теплоэлектрофизическим характеристикам преобразователей.

Практическая значимость работы заключается в решении следующих вопросов:

- создан специальный экспериментальный стенд для полномасштабных исследований кондиционеров любой конструкции с термоэлектрическими преобразователями;

- по предложенной методике расчета кондиционеров с термоэлектрическими преобразователями можно проводить тепловые расчеты кондиционеров с различными конструктивными решениями и оптимизировать их работу по холодному и горячему теплоносителям, поверхностям теплосъёма, мощности питания и т.п.;

- пилотный образец малогабаритного кондиционера кольцевого типа с однорядным расположением термоэлектрических преобразователей рекомендуется для серийного изготовления с целью использования при создании комфортных условий в объектах малого объёма (транспортные кабины, кабины маломерных судов, офисы малого объёма, охлаждение напитков в торговом оборудовании, рабочие места и т.п.).

Реализация. Методика теплотехнического расчёта параметров кольцевого кондиционера, а также результаты макетного образца кондиционера использованы при разработке опытно-промышленных образцов, внедрённых в двух вариантах:

- бортовой кондиционер для кают маломерных и других надводных судов. Опробован и внедряется ООО «Техноцентр «Термические технологии» в г. Волгодонске с 2005 г. (Справка об использовании -Приложение III);

- кондиционер системы поддержания климатических условий в стойках АСКУ. Внедрён на образцах головной серии систем «Потенциал - М. «С» ООО «Потенциал» г. Тольятти в 2005 г. (Справка об использовании - Приложение IV).

18 марта 1997 года была подана заявка № 97103652/20 (004063) на полезную модель «Кондиционер», был установлен приоритет и получено положительное решение о выдаче свидетельства (Приложение V на 3-х листах).

Работа выполнена на кафедрах «Промышленная теплоэнергетика» и «Теоретическая теплотехника» ГОУ ВПО УГТУ-УПИ в соответствии с координационным планом АН России по проблеме «Теплофизика и теплоэнергетика» № ГР 01840005222 (Научно-техническая программа Министерства образования России «Научные исследования высшей школы по приоритетным направлениям науки и техники») и в рамках г/б темы №1686 (гос. per. № 01200205928) «Создание теоретических основ теплотехнических процессов использования энергии топлива и других видов энергоресурсов с целью создания эффективных методов энергосбережения и экологически чистых технологий».

Основные результаты работы, представленные в диссертации:

1. Разработан новый тип малогабаритного кольцевого кондиционера с однорядным расположением термоэлектрических преобразователей. Конструкция кондиционера выполнена из алюминия, что позволило производить обдув холодных поверхностей термоэлектрических преобразователей непосредственно охлаждаемым воздухом, исключив промежуточные теплоносители, и, тем самым, повысить эффективность работы кондиционера.

2. Экспериментально проверена работа термоэлектрического преобразователя типа Kl-127-1,4/1,5 (Bi2Te3 - Bi2Se3), серийно выпускаемого промышленностью. Подтверждены основные теплоэлектрофизические характеристики преобразователя, что позволяет использовать их для тепловых расчетов кондиционеров.

3. Разработана методика теплового расчета кондиционеров с термоэлектрическими преобразователями, учитывающая теплоэлектрофизические характеристики преобразователей, термические сопротивления «подвода-отвода» тепла к спаям термопар, условия теплообмена и конструктивные характеристики систем «подвода-отвода» тепла холодным и горячим теплоносителями.

4. Предложенный метод расчета теплообмена в кондиционере сводит задачу к расчету теплообменного аппарата с внутренними источниками тепла. Получены формулы для расчета холодопроизводительности, теплоты горячего теплоносителя, холодильного коэффициента, среднелогарифмического температурного напора при прямотоке и противотоке теплоносителей, напряжения и тока питания преобразователей. Получено распределение температуры воздуха вдоль радиальной координаты для кондиционера кольцевого типа. Установлено, что лимитирующими факторами в теплообмене являются коэффициенты теплообмена с холодной и горячей сторон кондиционера, которые ограничивают коэффициенты теплопередачи к спаям термопар преобразователей.

Расчетами показано, что увеличение поверхности оребрения с холодной стороны существенно увеличивает холодильный коэффициент.

5. Разработанная методика позволяет проводить тепловые расчеты кондиционеров для различных конструктивных решений и оптимизировать их работу в зависимости от поставленных задач:

- по расходам теплоносителей;

- поверхностям теплосъема;

- температурному перепаду между холодной и горячей поверхностями преобразователей;

- температурному перепаду на теплоносителях;

- выбору мощности электрического питания преобразователей и т.п. Методика проверена путем сравнения расчетных и экспериментальных данных по холодопроизводительности и холодильному коэффициенту кондиционера кольцевого типа с термоэлектрическими преобразователями.

6. Экспериментальные исследования работы кондиционера кольцевого типа с термоэлектрическими преобразователями проведены на специально разработанном стенде, позволяющем изменять основные параметры их работы в широких пределах:

- изменении начальных температур охлаждаемого воздуха в пределах 20-50 °С;

- изменении начальных температур горячего теплоносителя (воды) в пределах 10-40°С;

- изменении электрической мощности питания преобразователей в пределах 80 -И 90 Вт;

- изменении массовых расходов воздуха в пределах 60 -ИЗО кт/час, и воды - в пределах 50 140 кт/час.

7. Установлено, что холодопроизводительность кондиционера в этих режимах изменяется от 20 Вт до 360 Вт, холодильный коэффициент нелинейно зависит, как от относительного среднелогарифмического температурного напора, так и от подводимой к преобразователям электрической мощности, и изменяется от 0,5 до 3,7, причем большие значения соответствуют более высоким температурам охлаждаемого воздуха, более низким температурам охлаждающей воды и меньшей электрической мощности, подводимой к преобразователям. Холодильный коэффициент е > 1 в тех режимах, когда температура воздуха, подаваемого на кондиционирование, больше или равна температуре охлаждающей воды. Вклад подводимой электрической мощности в холодопроизводительность выше при малых начальных температурах воздуха.

8. Разработан и создан пилотный образец малогабаритного кондиционера кольцевого типа с однорядным расположением термоэлектрических преобразователей, который прошел испытания на моторной парусно-крейсерской яхте при охлаждении обитателей части каюты. Кондиционер может быть рекомендован для использования на объектах малого объема, таких как транспортные кабины, кабины маломерных судов, охлаждение рабочих мест, охлаждение приборов в местах их расположения и т.п.

Кондиционеры с термоэлектрическими преобразователями в вышеперечисленных областях их использования, являются альтернативным направлением компрессионному газожидкостному оборудованию и решают проблемы экологии в сфере кондиционирования.

Заключение

1. Монреальский протокол Международной конференции по проблеме защиты озонового слоя Земли от 29.06.1990г.

2. ГОСТ Р 50993-2003. Автотранспортные средства. Системы отопления, вентиляции и кондиционирования. Требования к эффективности и безопасности.

3. Иоффе А.Ф. Полупроводниковые термоэлементы. Изд-во АН СССР, 1956, с. 23.25.

4. Иоффе А.Ф. Физика полупроводников Изд-во АН СССР, 1957, с. 37 . .39.

5. Иоффе А.Ф., Стильбанс JI.C., Иорданишвили Е.К., Ставицкая Т.С. Термоэлектрическое охлаждение. Изд-во АН СССР, 1956. с. 79-83.

6. Neild А.В., Sheider W.E., Henneke E.G. Application study of Submarine thermoelectric refrigeration systems Modern Refrigeration, 1965, v.68, № 810, pp 29.33.

7. M.A. Каганов, M.P. Привин. Термоэлектрические тепловые насосы. JI. «Энергия», отдел, 1970, 176 с.

8. Бабин В.П., Иорданишвили Е.К. О повышении эффекта термоэлектрического охлаждения при работе элементов в нестационарном режиме. ЖТФ, 1969, 29, № 2, с. 16-19.

9. Бурштейн А.И. Физические основы расчета полупроводниковых термоэлектрических устройств. М. Физматгиз, 1962, 135 с.

10. Каганов М.А. Эффективность полупроводниковых термоэлектрических охладителей и нагревателей потоков жидкостей и газа. ИФЖ, 1967, т. 12, № 2. с. 192-199.

11. Каганов М.А. об оптимальной конструкции полупроводниковых охладителей потоков жидкости. ИФЖ, 1968, т.15, № 2. с. 309-314.

12. Каганов М.А., Привин М.Р. Оптимизация параметров термоэлектрических охлаждающих устройств с учетом теплоотдачи на спаях. Изв. Вузов. Энергетика, 1968, № 3 17 с.

13. Коленко Е.А. Термоэлектрические охлаждающие приборы. «Наука», 1967, 282 с.

14. Коротаев A.M. К методике измерения теплофизических характеристик термоэлектрических батарей. Изв. Вузов. Энергетика, 1965, № 11 21с.

15. Наер В.А., Роженцева С.А. О проектировании полупроводниковых охладителей и нагревателей потоков жидкости. ИФЖ, 1962 № 11, с. 90-94.

16. Стильбанс JI.C. , Федорович Н.А. О работе охлаждающих термоэлементво в нестационарном режиме. ЖТФ, 1958, т.28, вып.2, с. 262-263.

17. Вайнер A.JI. Каскадные термоэлектрические источники холода. М.: Сов. Радио, 1976. 137 с.

18. Зорин И.В., Зорина З.Я. Термоэлектрические холодильники и генераторы. JI.: Энергия, 1973. 136 с.

19. Котырло Г.К. , Щеглов Г.М. Тепловые схемы термоэлектрических устройств. Киев, Наук, думка, 1973. 107 с.

20. Манасян Ю.Г. Судовые термоэлектрические устройства и установки. JL: Судостроение, 1968 -284с.

21. Наер В.А., Кравченко П.И., Ходорчук В.Н. Микроохладитель роговицы глаза. -Холод. Техника и технология, 1975, вып. 21, с 57-60.

22. Николаев Ю.Д., Пешель В.И., Серебряный В.В. и др. Термоэлектрический холодильник для автомобилей скорой медицинской помощи. Автотранспорт, оборудование, 1963, № 4, с. 17-21.

23. Поздняков Б.С., Коптелов Е.А. Термоэлектрическая энергетика. М.: Атомиздат, 1974, 263 с.

24. Шаленый Э.Г. Полупроводниковые термобатареи для кондиционирования воздуха. Холод. Техника и технологии, 1966, вып. 2, с. 3 -7.

25. Анатырчук Л.И. Термоэлементы и термоэлектрические устройства: Справочник. -Киев: Наук, думка, 1979 -766с.

26. Вихарев Г.А., Наер В.А. Влияние теплоотдачи на характеристики полупроводниковых термобатарей для холодильников и тепловых насосов. Физ. тверд, тела, 1959, 1, № 6, с. 903-904.

27. Кулиев А.З., Тухтасинов Э.М., Грядунов А.И., Мирзоев А.А. Расчет приведенного теплового сопротивления плоской термоэлектрической батареи. -Гелиотехника, 1977, № 5, с. 18-20.

28. Лавренченко Г.К. Анализ энергетических характеристик термоэлектрических батарей. Холод, техника и технология, 1973, вып. 16, с. 63-73.

29. Покорный Е.Г., Щербина А.Г. Расчет полупроводниковых охлаждающих устройств. -Л.: Наука, 1969, 206 с.

30. Резголь И.А. Термоэлектрогенератор как электрическая и тепловая машина. Изв. АН СССР. Энергетика и транспорт, 1971, № 3, с. 97-106.

31. Термоэлектрические генераторы/ Под ред. А.Р. Регеля/. М.: Атомиздат, 1976, -320 с.

32. Иорданишвили Е.К., Малкович В.Е. Исследование нестационарного термоэлектрического охлаждения двухкаскадного термоэлемента. ИФЖ, 1976, 31, №2, с.373.

33. Бабин В.П., Иорданишвили Е.К. Оптимизация параметров многокаскадного термоэлемента. -Физика и техника полупроводников, 1967, 1, № 3, с. 449-451.

34. Бабин В.П., Иорданишвили Е.К. Об управлении инерционностью электрогенерирующих термоэлементов. Гелиотехника, 1974, № 5, с. 3-8.

35. Исаченко В.П., Осипова В.А. , Сукомен А.С. Теплопередача . М.: Энергия, 1975,486 с.

36. Котырло Г.К., Лобунец Ю.Н. Расчет и конструирование термоэлектрических генераторов и тепловых насосов. Справочник. Киев, Наука думка, 1980, с. 327-328.

37. Коклюев Г.А., Оганов Э.П. О влиянии теплоотдачи с боковых поверхностей полупроводниковых термоэлементов на энергетические характеристики термоэлектрического преобразователя. Изв. АН СССР, Энергетика и транспорт. 1974, № 6, с. 121-124.

38. Привин М.Р. Влияние изоляционных прослоек между термоэлементами на эффективность полупроводниковых холодильников и нагревателей. Сб. тр. по агр. Физике, 1966, вып. 13, с. 152 158.

39. Привин М.Р., Чудновский А.Ф. Двумерное температурное поле полупроводниковой термоэлектрической батареи. ИФЖ, 1966, т. 10, № 2, с. 252-257.

40. Беловцев А.Т., Киреев П.С., Промыслов В.К., Симонов В.А. О переносе энергий в полупроводниковом веществе термоэлемента. Изв. АН СССР. Энергетика и транспорт, 1974, №5, с 109-114.

41. Ордыкин С.В, Промыслов В.В., Симонов В.А., Федоров О.Г. Боковой отвод тепла в термоэлектрических ветвях охлаждающих устройств. Изв. АН СССР, Энергетика и транспорт, 1974, № 4, с. 160-164.

42. Rollinger C.N. Sunderlaud J.E. The performance of a convectively cooled thermoelement used for power generation. Solid State Electron, 1961, 1 № p. 268-277.

43. Rollinger C.N. Sunderlaud J.E. Performance of thermoelectric heat pump with surface heat transfer. Solid - State Electron, 1963, 6, № 1, p. 47-58.

44. Rollinger C.N., Convectively cooled thermoelement with variable cross-sectional area. Traus ASME С , 1965, 87, № 2, p. 117-124.

45. Котырло Т.К., Лобунец Ю.Н. Двумерное температурное поле перфорированного термоэлемента, продуваемого газом. Теплотехн. проблемы прямого преобразования энергии, 1974, вып. 5, с. 129-134.

46. Котырло Г.К., Лобунец Ю.Н. Оптимизация параметров проницаемых термоэлектрических генераторов. -Теплофизика и теплотехника, 1974, вып. 28, с. 98-102.

47. Котырло Г.К., Лобунец Ю.Н. Анализ температурных полей проницаемых термоэлементов. -Теплотехн. пробл. прямого преобразования энергии, 1975, вып. 7, с. 82-85.

48. Гринберг Г.А. О нестационарном режиме работы охлаждающих термоэлементов. ЖТФ, 1968, 38, № 3, с. 418-424.

49. Коганов М.А., Ривкин А.С. О нестационарном режиме теплообменников с внутренними источниками тепла. ИФЖ, 1968, № 3, с. 459-463.

50. Щербина А.Г. Расчет термобатарей в нестационарном режиме. В кн. «Термоэлектрические свойства полупроводников». М.: Изд-во АН СССР, 1963, с. 146-154.

51. Иванова К.Ф., Коганов М.А., Ривкин А.С. Управление нестационарным процессом термоэлектрического охлаждения путем изменения геометрической формы термоэлемента. ИФЖ, 1977, 32, № 3, с. 474 - 478.

52. Каганов М.А. Эффективность полупроводниковых охладителей и нагревателей потоков жидкости и газа. ИФЖ, 1967, т. 12, № 2, с. 192- 199.

53. Каганов М.А., Привин М.Р. Расчет оптимальных параметров охлаждающих устройств. Сб. тр. по агр. физике, 1960, вып. 13, с 134-165.

54. Каганов М.А., Привин М.Р. Об определении оптимальных параметров термоэлектрических устройств для охлаждения потоков жидкости. Сб. тр. по агр. физике, 1967, вып. 16, с 153-162.

55. Каганов М.А., Привин М.Р. К методике расчета параметров термоэлектрических охлаждающих устройств с помощью ЭЦВМ. Сб. тр. поф агр. физике, 1967, вып. 16, с 163-169.

56. Лавренченко Г.К. Анализ энергетических характеристик термоэлектрических батарей. Холод, техника и технология, 1973, вып. 16, с. 67-73.

57. Наер В.А. , Лавренченко Г.К. Исследование полупроводниковых термобатарей для охлаждения и нагревания потоков жидкости и газов. -Холод, техника и технология, 1973, вып. 6, с. 7-15.

58. Лавренченко Г.К. Стационарные нерасчетные режимы работы термоэлектрических термостатов. Холод, техника и технология, 1968, вып. 6, с. 16-22.

59. Гаибназаров М., Малевский Ю.Н. Многокаскадные термоэлементы и методы их расчета. В кн.: «Преобразователи солнечной энергии на полупроводниках». М.: Наука, 1968, с. 25-31.

60. Вайнер А.Л., Лукишкер Э.М. Влияние теплопереходов на экономичность и оптимальную связь температур каскадного термоэлектрического холодильника. Вопросы радиоэлектроники. Сер. ТРТО, 1970, № 1, с. 120-122.

61. Ybarrondo L.I. The effect of finite hot and finite cold function fins heat pump. Solid-state Electron., 1963, 6, № 4, p. 357-364.

62. Николаев Ю.Д., Петель В.И., Серебяный B.B. и др. Термоэлектрический ф холодильник для автомобиля скорой медицинской помощи. Автотран.оборудование , 1969, № 4, с. 17-21.

63. Каплин Ю.П., Федчук В.М. Электронный холодильник для органического синтеза. Азот, пром-сть, 1972, вып. 3, с. 58-59.

64. Котырло Г.К., Щеголев Г.М. Тепловые схемы термоэлектрических устройств. Киев: Наук, думка, 1973, 107с.

65. Томашевич М.Н., Большой В.А., Мельников В.В. Автоматизированный термоэлектрический охладитель жидкости ПОЖ 50, Холод, техника и технология, 1968, вып. 7, с. 66-69.

66. Цветков Ю.Н. , Щербина А.Г., Покорный Е.Г. и др. Полупроводниковая термоэлектрическая камера ПТК-1. Холод, техника, 1977, № 1, с. 6-9.

67. Шаленый Э.Г. Полупроводниковые термобатареи для кондиционирования воздуха. Холод, техника и технология, 1966, вып. 2, с. 3-7.

68. Альтгаузен А.Л., Ласточкин С.А. Кондиционеры и климатические системы легковых автомобилей. -М.: Атласы автомобилей, 2002, с. 144.

69. Жилина Л.И., Панова Е.А., Шаблинская, Е.В. Особенности математического моделирования и проектирования сегнетоэлектрических систем электротермостатирования и кондиционирования.//Информатика -Машиностроение. М.: 1998, вып. 4, с. 23-28.

70. Шаблинская Е.В. Обобщенный анализ и перспективы развития систем кондиционирования воздуха./ Омский гос. университет путей сообщения. Омск, 2000, 23 е.- Депон. В ВИНИТИ, № 915-ВОО.

71. Шаблинская Е.В. Моделирование влажностных режимов систем кондиционирования воздуха. // Автоматизация и современные технологии. /М.: Машиностроение. Вып. 1, 2002., с. 20-25.

72. РД 37.001.018-84. Технические требования к параметрам по оценке систем вентиляции, отопления и кондиционирования.

73. ГОСТ Р50993-96. Автотранспортные средства. Системы отопления, вентиляции и кондиционирования. Требования к эффективности и безопасности.

74. F.C. Livingstone. Air conditioning the cars of 1962. Part 1, 2. Rolls Royce, Bentley and B.M.C. cars. - Heat and Ventilating Engineers, 35, 1962, N 417. 540 -544, N418,604-608,612.

75. Автомобильный кондиционер «Зодиак». Интернет-сайт http://autobiznes.ru.

76. Кирнос И.В., Петров Н.И, Голдобин Ю.М., Ясников Г.П. Кольцевой кондиционер с термоэлектрическими преобразователями. Деп. В ВИНИТИ, 2471-В99 от 28.07.99.

77. Иорданишвили Е.К., Финогенов А.Д., Орлов А.Г., Картенко Н.Ф. Термоэлектрические свойства сплавов системы медь галлий. Гелиотехника, 1973, № 3, с.22-25.

78. Кирнос И.В., Петров Н.И., Ясников Г.П., Голдобин Ю.М., Белоусов B.C. Тепловой расчёт термоэлектрического кольцевого кондиционера. Деп. в ВИНИТИ. 2473 В99 от 28.07.99.

79. Кутателадзе С.С., Борищанский В.М. Справочник по теплопередаче. М-JT, Госэнергоиздат, 1959, с.414.

80. Михеев М.А., Михеева М.М. Основы теплопередачи. М, Энергия, 1977, с.343.

81. Хаузен X. Теплопередача при противотоке, прямотоке и перекрёстном токе. М., Энергоиздат, 1981, с.384.

82. Коленко Е.А. Термоэлектрические охлаждающие приборы. M-JT, АН СССР, 1963, с.192.

83. Кирнос И.В., Петров Н.И., Голдобин Ю.М., Ясников Г.П. Экспериментальные исследования макета термоэлектрического кольцевого кондиционера. Деп. в ВИНИТИ. 2472-В99 от 28.07.99.

84. Ауэрбах A.JI., Голдобин Ю.М., Ясников Г.П. Неравновесная термодинамика термоэлектрического преобразователя. Электронный журнал «Исследовано в России». http://zhurnal/ape.relarn.ru/articles/2002/058.pdf, с. 635-640.

85. Кеплен С.Р., Эссиг Э. Биоэнергетика и линейная термодинамика необратимых процессов. М., Мир, 1986, 384с.

86. Петров Н.И. Исследование работы термоэлектрического кондиционера кольцевого типа. Научные труды II отчётной конференции молодых учёных ГОУУГТУ-УПИ. Екатеринбург, ГОУУГТУ-УПИ, 2002, с. 161-163.

87. Кирнос И.В., Петров Н.И., Ясников Г.П., Голдобин Ю.М. Кольцевой кондиционер с термоэлектрическими преобразователями, Межвузовский сборник научных трудов «Теоретические основы теплотехники», Магнитогорск, МаГУ, 2000, с. 59-67.

88. Петров Н.И., Голдобин Ю.М. Тепловые характеристики термоэлектрического кондиционера кольцевого типа. Тезисы докладов меэ!сотраслевой научно технической конференции «Дни науки ОТИ МИФИ», Озёрск, 2002, с. 341-342.

89. Вихорев Г.А., Семенюк В.А. Влияние термо-ЭДС на харак-теристики полупроводниковых термобатарей при питании их от выпрямителя. Холод, техника и технология, 1965, вып. 1, с. 24-28.

90. Вихорев Г.А., Семенюк В.А. Особенности расчета полупроводниковых охлаждающих термобатарей, питаемых от выпрямителя. Холод, техника и технология, 1966, вып. 2, с. 16-23.

91. Heinrich G. Probleme der thermoelektrisches Kuhlung von Haushaltkuhlschranken. Elek. Pralt., 1963, 17, N 9, s. 303-304.

92. Большой В.А. Выбор силовых диодов для питания термоэлектрических устройств. Холод, техника и технология, 1967, вып. 5, с. 71-75.

93. Вайнел Д. Аккумуляторные батареи. -М.: Госэнергоиздат, 1969, 587 с.

94. Дасоян М.А. Химические источники тока. JL: Энергия, 1969, 587 с.

95. Орлов В.А. Малогабаритные источники тока. М.: Воениздат, 1970,223 с.

96. Polnitzky Н. Eispunkt Termostat. - Z. Instrumentkunde, 1965, 73, N 1, 5. 11-13.

97. Гаранчук В.К., Романов Д.Е. Синтез функциональной схемы автоматизации электрического термостата. Холод, техника и технология, 1971, вып. 13, с. 98-102.

98. Дикий Б.Ф., Котюков Ю.Д. Электрическая схема универсального полупроводникового термостата. Холод, техника и технология, 1972, вып. 15, с. 81-83.

99. Каплин Ю.П. Сравнение статического и позиционного регулирования в термоэлектрических охлаждающих приборах. Холод, техника и технология. 1975, вып. 21, с. 60-65.

100. Каплин Ю.П. Автоматический регулятор для холодильников. -Автоматизация хим. производства, 1977, вып. 3, с. 51-56.

101. Копелович А.П. Инженерные методы расчета при выборе автоматических регуляторов. М.: Металлургиздат, 1960, 190 с.

102. Тайц Д.А., Карпов В.Г. Расчет термоэлектрических охлаждающих термостатов со статическим регулятором температуры. Холод, техника и технология, 1967, вып. 6, с. 31-33.

103. Томашевич М.Н., Большой В. А., Мельников В.В. Автоматизированный термоэлектрический охладитель жидкости ПОЖ 50. -Холод, техника и технология, 1968, вып. 7, с. 66-69.

104. Ломакин В.Ф., Роженцева С. А. Исследование системы автоматического регулирования температуры жидкости охладителя ТОЖ -500. Холод, техника и технология, 1971, вып. 12, с. 89-90.

105. Ломакин В.Ф., Роженцева С.А. Обоснование закона регулирования температуры жидкости в охладителе ТОЖ 500. - Холод, техника и технология, 1971, вып. 12, с. 90-94.

106. Романов Д.Е., Чершевский В.В., Жариков В.Г. и др. Экспериментальные исследования динамических характеристик термоэлектрического охладителя. Холод, техника и технология, 1972, вып. 14, с. 41-44.

107. Петров Н.И. Кондиционер с термоэлектрическими преобразователями как объект регулирования холодопроизводительности. Научные труды III отчетной конференции молодых ученых УГТУ-УПИ. Екатеринбург, Изд-во ГОУ УГТУ-УПИ, 2003, с 89-90.

108. Голдобин Ю.М., Мунц В.А., Павлюк Е.Ю., Ауэрбах A.J1. Автоматическое определение параметров модели инерционного объекта регулирования. Теоретические основы теплотехники: Межвузовский сборник научных трудов. Магнитогорск: МаГУ, 2000, с. 30-35.

109. Результаты усредненных экспериментальных и расчетных данных теплоэлектрофизических характеристик модели кондиционера кольцевого типа с термоэлектрическими преобразователями.и, J, АТ/г Tfa Т/г°С N, Qx, Qx, Tjx(H) TfJ"} ATfx At е W

110. Примечание: Среднелогарифмический температурный напор ±At: «+» средняя температура воды больше средней температуры воздуха; «-» - средняя температура воздуха больше средней температуры воды.)• % • •

111. В настоящее время проводится подготовка к серийному производству подобных кондиционеров, а так же специализированных холодильных комплексов.

112. ООО «Потенциал» Приложение IV

113. Юридический адрес: 445004 г.Тольятти 1-ый Пугачевский пр 54 ИНН 6323027240 КПП 632301001 р/сч 40702810602000015706 в ОАО «НТБ» г.Тольятги БИК 043678801 кор/сч 30101810600000000801 ОГРН 1036301056362 тел/факс 31-91-35 тел.бухг. 39-19-261. СПРАВКА

114. Об использовании результатов диссертационной работы Петрова Н.И. «Разработка конструкции и основ теплового расчета термоэлектрического кондиционера кольцевого типа.»

115. Кондиционер имеет 16 термоэлектрических батарей, размещённых по кольцу, к ним подводится электрическое напряжение 12В при мощности до 130Вт. В максимальном режиме разность температур.воздуха на входе в кондиционер и его выходе составляет ЮС.

116. После опытной эксплуатации предполагается организовать серийное производство кондиционеров для оснащения приборных шкафов и пультов работающих в тяжёлых климатических условиях.

117. РОССИЙСКОЕ АГЕНТСТВО ПО ПАТЕНТАМ И ТОВАРНЫМ ЗНАКАМ1. ВСЕРОССИЙСКИЙ НАУЧНО-11. ИНСТИТУТ ГОСУДАРСТВЕННО*1. ЭКСПЕРТИЗЫ (ВНИИГПЭ)121851, Мосхм, Бережковская наб., 30, корп. I Телефон 240-60-! 5, Телекс 114818 ПДЧ. Факс 243-33-371. На Msот