170629. lajstromszámú szabadalom • Eljárás hővillamos elemekkel rendelkező hűtőberendezések szabályozására

3 170629 4 alatt tekintélyes hőmennyiség áramlik vissza a hidegoldal felé, és minthogy a hővillamos elemek hidegoldala közvetlenül érintkezik a hűtött tér levegőjével, így a visszaáramló hőmennyiség közvetlenül melegíti a hűtött teret. Ezt a visszaáramlott hőmennyiséget a hűtőgép újbóli megindítása után ismét el kell vonni az egyébként is elvonandó hőmennyiséggel együtt. Ilyen körülmények mellett tehát felesleges munkát kell végezniök a hővillamos elemeknek, vagyis rossz hatásfokú lesz a hűtőberendezés. Meg kell jegyezni, hogy a hővillamos elemekkel üzemeltetett hűtőberendezéseknél a hővillamos elemekkel biztosítható hőmérsékletkülönbség az elem hideg- és melegoldala között adott és így a melegoldali hőmérséklet emelkedése maga után vonja a hűtött tér hőmérséklet emelkedését. Figyelembe kell még venni a hővillamos elemekkel üzemeltetett hűtőgépeknél azt a körülményt is, hogy a hővillamos elemek hőmérséklete nem emelkedhet egy meghatározott felső hőfoknál magasabbra, mert meghibásodnak, használhatatlanná válnak az elemek. Ez a hőfok általában 85 C° körül van. Ha tekintetbe vesszük, hogy a hővillamos elemekkel üzemeltetett hűtőberendezések - mint arra már korábban is utalás történt - általában gépjárművekben vannak alkalmazva, ahol a jármű álló helyzetében is biztosítani kell a hűtést amikor az akkumulátor energiája szolgál a hővillamos elemek táplálására, akkor belátható, hogy a hővillamos elemekkel üzemeltetett hűtőgépek kielégítő szabályozása több és másféle problémák megoldását veti fel, mint amelyek a kompresszoros és abszorpciós hűtőgépeknél állottak fenn. A hővillamos elemekkel üzemeltetett hűtőgépeknél ha a hűtött tér hőmérsékletének érzékelésére építjük fel a szabályozást, akkor pl. a hűtött tér hőmérsékletének emelkedésekor beavatkozhatunk - elvileg -akként, hogy növeljük a hővillamos elem melegoldali hőcserélőfelületét, vagy növeljük az elemen átfolyó áram erősségét, vagy valami módon növeljük a melegoldali hőcserélőnél a hőcserélő felülete és a környezet közötti hőátadási tényezőt, pl. a levegő kényszeráramoltatásával. A felsorolt lehetőségek közül az első gyakorlatilag nem valósítható meg, mert a hőcserélő felületének nagysága egy már megépített berendezésnél nem változtatható. A másik lehetőség kihasználásakor, amikor a hővillamos elemen átfolyó áram erősségét növeljük, növekszik a melegoldali hőcserélő hőterhelése és ezzel együtt emelkedik a hőmérséklete is. A korábban említett, a hővillamos elemek között felső hőmérséklete miatt azonban csak bizonyos határig növelhető a melegoldali hőmérséklet, így a hőcserélő és a környezeti levegő közötti hőfokkülönbség révén a hőszállítás is, de ez amúgyis igen rossz hatásfokkal történik. A harmadik lehetőség kihasználása azt jelenti, hogy külpn szellőzőt kell alkalmazni, aminek reteszeléséről kell gondoskodni és ez a szerkezet mint mozgó alkatrészeket tartalmazó részlet növeli a hibalehetőségeket és a hővillamos elemekkel üzemeltetett hűtőberendezés előnyös, mozgó alkatrészektől mentes egységét megbontja. A találmány szerinti eljárás feladata az ismert szabályozó berendezések hiányosságainak kiküszöbölése mellett olyan megoldás biztosítása, amely minden tekintetben megfelel a hővillamos elemekkel 5 üzemeltetett hűtőberendezések sajátos körülményeinek, adottságainak. A találmány szerinti eljárás értelmében a hűtőberendezés szabályozása során nem a hűtött tér hőmérsékletét, hanem a hővillamos elemek meleg-10 oldalához csatlakoztatott hőcserélő hőmérsékletét érzékeljük és ennek alapján történik a beavatkozás a hővillamos elemet tápláló villamos körben. A beavatkozás nem azt jelenti, hogy megszüntetjük a hűtőberendezés üzemét, hanem olyan értékre csök-15 kentjük a hővillamos elemet tápláló feszültséget, amelynél — szélső esetben - a hűtőberendezés hasznos hűtőteljesítménye csökken zérusra, de még ilyen esetben is egyensúlyban van a hővillamos elemek által kifejtett hűtőhatás a rajtuk a hideg oldal felé 20 visszaáramló hőmennyiséggel. A találmány szerinti eljárás szempontjából tehát a hűtőberendezés hasznos hűtőteljesítménye akkor zérus, amikor a hővillamos elemek hűtőhatása révén elvont hőmennyiség éppen egyenlő a hűtőelemeken, a 25 saját hővezetésük révén a hűtött tér felé áramló hőmennyiséggel. Ennek megfelelően a találmány szempontjából akkor lehet a hűtőberendezés hasznos hűtőteljesítményének zérusnál nagyobb értékéről beszélni, ha a hővillamos elemeken keresztül a hideg 30 oldal felől a melegoldal felé irányuló effektív hőáramlás van. Ennek előrebocsátása után lerögzíthető, hogy a találmány szerinti eljárás olyan szabályozási módra van alapítva, amelynél a hűtőberendezés tényleges 35 hűtőteljesítményét zérusnál nagyobb alsó határú tartományban változtatjuk. Nincs akadálya annak, hogy a találmány szerinti eljárás alkalmazása mellett olyan szabályozást is alkalmazzanak, amely önmagában ismert módon azt 40 jelenti, hogy a hűtött tér túlhűtésének elkerülése érdekében érzékeli annak hőmérsékletét és ha az egy előre meghatározott értékre csökken, akkor történik a már korábban vázolt beavatkozás. A találmány lényege tehát hővillamos elemekkel és 45 az elemek melegoldalához csatlakoztatott hőcserélővel rendelkező hűtőberendezés hasznos hűtőteljesítményének zérus alsó határú tartományban való szabályozására szolgáló olyan eljárás, amelynek során a melegoldali hőcserélő hőmérsékletét érzékeljük és 50 ennek előre meghatározott értéke esetén a hővillamos elemet tápláló villamos feszültséget zérusnál nagyobb alsó határú tartományban úgy változtatjuk, hogy a melegoldali hőcserélő hőmérséklete és ezzel a hővillamos elem saját hőmérséklete is egy előre 55 meghatározott érték alatt maradjon. A találmány szerinti eljárást egy példakénti megoldás kapcsán a csatolt rajz segítségével a következő leírás ismerteti. A rajzon szereplő megoldásnál a hőszigeteléssel 60 ellátott 2 fal határolja az 1 hűtött teret, ami például egy gépkocsiban elhelyezett hűtőszekrény belső tere lehet. Az 1 hűtött tér egyik határoló falába van rögzítve az 5 hővillamos elem, úgy hogy annak hidegoldala az 1 hűtött tér levegőjével jó hőátadást 65 biztosító módon érintkezzék. Az 5 hővillamos elem 2