| WO/2015/141737 | ELECTRONIC APPARATUS |
| JPH04125913 | [Title of the device] The cooling and warmer for cars |
| JP2000161836 | COOLING AND HEATING DEVICE |
ACOSTA MALIA FRANCISCO JAVIER (ES)
ACOSTA MALIA FRANCISCO JAVIER (ES)
| WO1993020392A1 | 1993-10-14 |
| US3733836A | 1973-05-22 | |||
| US3450572A | 1969-06-17 | |||
| US3212274A | 1965-10-19 | |||
| US4726193A | 1988-02-23 | |||
| US2932953A | 1960-04-19 | |||
| US5398510A | 1995-03-21 | |||
| US3040539A | 1962-06-26 | |||
| US3137141A | 1964-06-16 | |||
| US3247577A | 1966-04-26 |
| 1. | REIVINDICACIONES Se reivindica, como de nueva y propia invención, l propiedad y explotación exclusiva de: 1). SISTEMA REFRIGERADOR TERMOELÉCTRICO ECOLÓGICO, caracterizado por el aprovechamiento del frió generado por uní placa termoeléctrica mediante el acoplamiento a la misma de u suplemento metálico en la cara generadora de f io y do disipadores de diseño especial, uno en la cara libre de suplemento metálico y,el otro, en la cara generadora de calor, refrigerado por convección natural o forzada. 2). Un sistema según la reivindicación 1, caracterizad porgue el aislamiento térmico de las dos caras y , por tanto, l optización del sistema, se consigue por la diferente sujecció de los dos disipadores con la intermediación de un material aislante, consiguiendo, de esta forma la ruptura del puent€ térmico entre ambas caras y, a la vez, la rigidez mecánica. |
| 2. | 3). Un sistema según las reivindicaciones. |
| 3. | y 2, que montado en distintas caras de una cuba de líquido, pueda utilizarse en la refrigeración de un serpentín de un dispensador de líquido. 4). Un sistema según las reivindicaciones 1 y posteriores,que pueda ser utilizado para la refrigeración o calentamiento de cualquier material (sólidos, líquidos o gases). REIVINDICACIONES MODIFICADAS [recibidas por la Oficina Internacional el 25 de enero 1996 (25.01.96) ; reivindicaciones 1 4 reemplazadas por las reivindicaciones 15 modificadas (1 pagina) 1a. Sistema refrigerador termoeléctrico ecológico, de los que aprovechan el frío generado por una placa termoeléctrica, mediante al acoplamiento a la misma de un suplemento metálico en la cara generadora de frió y dos disipadores, respectivamente, en la cara libre de este suplemento metálico y en la cara generadora de calor, de los refrigerados bien por convección natural o bien forzada, esencialmente caracterizado por incrementar tanto la rigidez mecánica como el aislamiento térmico de las dos caras y la ruptura del puente térmico, mediante la diferente sujeción de los dos disipadores, en disposición no coaxial de sus medios de apriete. 2a. Sistema refrigerador termoeléctrico ecológico, según la reivindicación anterior, caracterizado porque se asegura la rigidez mecánica general con los medios de apriete o espárragos (2) que se incorporan roscados o, alternativamente, embutidos en la placa o pieza intermedia (1 ), de material aislante térmico, rodeando a la pareja constituida por el suplemento metálico y la placa termoeléctrica, espárragos (2) que se disponen de manera alternativa, es decir, descentrados los que aprietan el disipador de calor respecto de los que aprietan el disipador de frío. 3a. Sistema refrigerador termoeléctrico ecológico, según las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el disipador de frió puede tener aletas o ser, simplemente, la pared del recipiente o recinto a enfriar. 4a. Sistema refrigerador termoeléctrico ecológico, según las reivindicaciones anteriores 1a y 2a, caracterizado porque el disipador de calor incorpora un intercambiador de calor aleteado funcionando en convección forzada con la ayuda de ventiladores. 5a. Sistema refrigerador termoeléctrico ecológico, según las reivindicaciones anteriores, caracterizado por permitir alternativamente la refrigeración o calentamiento de cualquier tipo de material, sólido, líquido o gaseoso. Statement πnder Art 19 (1) of the PCT (Rule 46.4 of the PCT Regnlations) Claim 1 has been amended by separating the background of the invention, specifically the elements composing the theπnoelectric module, from the elements that characteríze the invention, i.e. the holding system, its arrangement and the constructional form itself of the theπnoelectric module. Claim 1 is described on page 2, lines 11 to 22 and on page 3, Unes 1 to 5, and illustrated in Hgure 2, followed by drawings of the example with different sections of the same object, which were merely intended for a better co prehension of the claim. Likewise, Figure 2 was drawn following a common practice in technical and patent documents. It is not a real section but a projective section of the frame or píate (1) on which the studs (2) are projected, to give an overall idea of the holder system therein claimed. Figures 2c and 2d hereto attached, however, are real AA' and BB' sections of 2a, where heat (6) and cold (7) dispersers have been included to complete the unit (refer to Descríption, page 3, lines 1 3). As can be seen in the figures, this holder system is characterized by the incorporation of a frame, píate or intermedíate piece (1) of thermal insulating material (see Descríption, page 2, lines 18 19), situated adjacent to or surrounding (see Figure 2a hereto attached) a metallic supplement (4) and a thermoelectric píate (5) (see Descríption, page 1, lines 11 14). To this insulating frame, threaded studs (2) are screwed (Description, page. 2, line 19) or embedded (Descríption, page 3, lines 3 5) in an altérnate manner (Descríption, page 2, lines 20 21), a coní guration which can be clearly observed in Figures 2a and 2b hereto attached. Said altérnate arrangement means that the studs that hold the heat disperser to the unit are offcentered (on different axes) with respect to those holding the cold disperser, thus general mechanical stiffness being assured through the frame or píate (1) as claimed. This point was mentioned in the Descríption and Figures, but probably not explained clearly enough. The dispersers may be provided with fíns or simply be the wall of the vessel or cooling área. Equally, the heat disperser (6) may be a finned heat exchanger working in fanaided forced convection (Description, page 2, lines 29 32). The studs (2), because of not being set coaxial but alternately, can be embedded into the insulating frame, concretely in a hole (8) finished to size so that the stud will not turn, as can be seen in Figures 2c and 2d. In this way, the gripping is assured by the nut (9) screwed onto the disperser. The improvement achieved in the contacts or joints between cold disperser (7) metallic supplement (4) theπnoelectric píate (5) heat disperser (6) elements is decisive in obtaining a better transmission of the heat pumped by the thermoelectric píate (Description, page 1, lines 18 20). Henee the convenience of using a highly conductive substance to assure the contact quality (Description, page 1, lins 20 25). Likewise, it is necessary that the holder system assures a high mechanical stiffness without causing thermal bridges between the faces of cold and heat dispersers (Description, page 2, lines 11 14). The proposed holder system was engineered in order to satisfy these needs and allow application of high levéis of gripping to the module unit, cióse to the stud's (2) resistance, meaning high pressures of contact between the joints (Figure 2) of the elements. According to theoretical calculations (Rohsenow & Hartnet, Handbook of Heat Transfer, 1973), the thermal resistance of contact depends on said pressure to a considerable extent, which demonstrates the great importance of achieving an adequate level of gripping. As mentioned in the Description, page, 2, lines 14 17, losses in a thermoelectric module derived from the use of four studs of 5mm diameter to hold the unit, without any device to break the thermal bridge between the cold and hot faces, are quite signifϊcant (about 32%). Thanks to the noncoaxial, i.e. altérnate, arrangement, the holder system proposed in patent application No. ES/95/00099 notably reduces these losses and, evidently, all the more when the mass of the collated insulant, whether by means of screwed or embedded studs, is greater. This new configuration offers the possibility of using a great amount of insulating material between the studs (2), thus considerably reducing the losses while maintaining an optimum thickness of the metallic supplement (4) (Description, page 1, lines 11 1 6). This would be impossible to achieve with a coaxial confíguration because it would be necessary to sepárate, unnecessarily, the heat (6) and cold (7) dispersers by means of a bigger metallic supplement (4), subsequently increasing the distance between the studs in order to introduce necessary mass of insulant. This would produce a negative effect due to introducing supplementary thermal resistances which would offset the possible benefíts attainable. |
SISTEMA REFRIGERADOR TERMOELÉCTRICO ECOLÓGICO
El sistema desarrollado consiste en la integración de un módulo refrigerador totalmente ecológico, basado en el aprovechamiento de elementos semiconductores existentes en el mercado.Para ello, se ha tenido que desarrollar ur sistema de transmisión de calor que optimice la potencia generada, consiguiendo rendimientos hasta ahora desconocidos en el campo del frió sin gases (frío Ecológico).
El módulo consiste en una placa Termoeléctrica, de las existentes en el mercado, a la que colocamos un suplemento metálico, preferentemente de aluminio,en la cara que utilizaremos como generadora de frío; y dos disipadores, uno en la cara generadora de calor y el otro en la car* libre del suplemento metálico.
Es muy importante la perfección conseguida en el contacto de las superficies en juego (placa-suplemento; placa- disipador 1; cara libre del suplemento-disipador 2). Par. ello es conveniente la utilización de alguna sustancia altamente conductora que asegure la calidad del contacto (por ejemplo, silicona de alta conductividad o sulfato de Cobre), evitando, de esta forma, la aparición de resistencias térmicas perjudiciales.
Otro punto critico del sistema es el diseño de los disipadores y, en particular, el de la cara generadora de calor. El utilizado en nuestro módulo es propio, habiéndose partido de un disipador comercial. Las modificacione. realizadas en él han ido enfocadas a disminuir, en la medida de lo posible, la Resistencia térmica (disipador- ambiente) para funcionamiento en convección forzada. Para
ello se le sometió a mecanización, disminuyendo a 4 mm su base y a 2 mm el ancho de sus aletas, dejando estas completamente rectas. Como resultado obtenemos un disipador de una resistencia térmica de 0,05 "C/w, funcionando con un ventilador axial que impulsa el aire en sentido frontaJ hacia el disipador. La impulsión del aire, como y hemos comentado, debe ser en sentido frontal con objeto de conseguir la máxima turbulencia, utilizando ventiladores comerciales de bajo perfil.
Es necesario algún tipo de sujección para conseguir la rigidez mecánica del módulo. Esta debe conseguirse sin provocar ningún puente térmico entre la cara generadora de frío y la de calor. Tengase en cuenta que de producirse esta anomalía (por ejemplo mediante tornillería metálica] las pérdidas que tienen lugar son de gran magnitud (aproximadamente el 32 %). Para ello se tiene que utilizar tornillería de material aislante térmicamente o una placa intermedia de material aislante a la que van atornillados espárragos metálicos provenientes de cada disipador df manera alternativa. La segunda solución es la que utilizamos.
Como ejemplo de aplicación del sistema se ha desarrollado un prototipo,que se representa en la figura 1, que consistí en una cuba de líquido (por ejemplo, agua) a la que se ha adosado , en lados opuestos, seis módulos en dos grupos de tres, dejando en el interior de la cuba los disipadores de las caras generadoras de frió (l).Los disipadores de las caras generadoras de calor (2),quedan en el exterior, funcionando en convección forzada con la ayuda de ventiladores axiales de perfil bajo (3).Se utilizan dos de estos ventiladores para cada grupo de tres módulos, mencionados anteriormente, conduciéndose el flujo de aire en dirección frontal a los ventiladores mediante unas pequeñas toberas.
La rigidez mecánica de cada módulo se consigue mediante la unión de los dos disipadores según se representa en la figura 2. En ella se observa la pieza de material aislante (1) y los espárragos metálicos (2), embutidos en dicha pieza y sin entrar en contacto, evitando puentes térmicos.
La alimentación de energía eléctrica a los módulos se realiza mediante una fuente de alimentación de corriente continua de las existentes en el mercado. En el modelo definitivo, se podría integrar en el conjunto una fuente d« alimentación de fabricación propia.
En el prototipo los módulos están dotados de placas de 60w, consiguiéndose, con un ambiente de 30 a C,las siguientes temperaturas:
Temperatura cara fría = -10 "C Temperatura cara caliente» 33 *C Temperatura del agua= - 2 *C
Introduciendo en este equipo un serpentín de un dispensador de bebidas ( por ejemplo, cervezas o refrescos), se consigue la refrigeración adecuada del líquido.
Entre las ventajas del sistema se pueden enumerar:
- Refrigeración sin utilizar gas refrigerante.
- Ausencia de elementos móviles (solo ventiladores)
- Alto rendimiento. - Alimentación a baja tensión.
- Simplicidad del sistema, dado que es muy compacto.
- Flexibilidad, se adapta fácilmente.
Next Patent: AIR CONDITIONER AND METHOD OF CONTROLLING WASHING OPERATION THEREOF