Количество теплоты, отведенной от горячего спая:

Работа цикла 1234, которую совершает термоЭДС при протекании электрического тока, равна разности отведенной и подведенной теплоты к спаям, т.е.

.

Теоретический холодильный коэффициент цикла:

.

Таким образом, теоретический коэффициент цикла термоэлектрической холодильной машины равен холодильному коэффициенту цикла Карно.

В действительности работа термоэлемента сопровождается необратимыми потерями.

Во-первых, при протекании электрического тока по цепи в термобатареи, выделяется теплота Джоуля-Ленца:

где R – электрическое сопротивление термоэлементов, Ом.

Считается, что в первом приближении Q_дж распределяется между спаями поровну, т.е.:

Q^х_дж = Q^г_дж = 0,5 Q_дж.

Во-вторых, за счет теплопроводности материала термобатареи, часть теплоты от горячего спая передаётся холодному спаю в количестве

.

С учетом потерь действительная холодопроизводительность термоэлектрической холодильной машины Q_о.д и количество теплоты, отведенной от горячего спая Q_г.д , будут равны:

,

.

Потребляемая мощность:

.

Действительный холодильный коэффициент

Важными режимами работы термоэлектрической холодильной машины является режим максимального холодильного коэффициента ε_max, режим максимальной холодопроизводительности Q_о.max и режим минимального тока I_min.

Термоэлектрические холодильные машины обладают следующими преимуществами по сравнению с паровыми компрессионными машинами:

1.Лучшие массогабаритные показатели при Q_о < 20 Вт;

2.Отсутствие холодильного агента;

3.Бесшумность в работе;

4.Простота конструкции;

5.Отсутствие движущихся частей;

6.Удобство в обслуживании.

Недостатками термоэлектрических холодильных машин являются:

1.Худшие массогабаритные показатели при Q_о > 20 Вт;

2.Большая потребляемая мощность;

3.Высокая стоимость полупроводников;

4.Необходимость применения постоянного тока.

29. Агрегатирование хм.

Агрегатированием называется объединение всех элементов ХМ в один или несколько блоков. Чем больше производительность ХМ, тем из большего числа блоков она состоит. Агрегаты собираются на предприятии-изготовителе и имеют полную заводскую готовность. Агрегатированные ХМ имеют следующие преимущества:

1. Меньшие затраты на монтаж, ремонт, эксплуатацию ХМ.

2. Высокая надежность и долговечность работы.

3. Комплексная автоматизация агрегата.

Недостаток агрегатирования - высокая стоимость по сравнению со стоимостью отдельных элементов.

Существуют следующие виды агрегатов:

1. Компрессорные агрегаты.

2. Компрессорно-конденсаторные агрегаты.

3. Компрессорно-испарительные агрегаты.

4. Аппаратные агрегаты.

5. Комплексные агрегатированные ХМ.

Компрессорные агрегаты. В состав компрессорного агрегата входят компрессор, привод компрессора, аппарат для отделения и возврата масла, приборы автоматики, контрольно-измерительные приборы, пускозащитная аппаратура, трубопроводы, запорная арматура, электропроводка.

Все оборудование компрессорного агрегата крепится на стальной, сварной, литой или железобетонной раме.

Приборы автоматики, контрольно-измерительные приборы, пускозащитная аппаратура выносятся на отдельный щит управления. Электропроводка прокладывается в местах, исключающих их повреждение при монтаже, эксплуатации, ремонте. Они прокладываются, как правило, в специальных металлорукавах внутри уголков, швеллеров, двутавров и т.д.

В зависимости от типа компрессоров агрегаты бывают с поршневыми компрессорами, винтовыми компрессорами, ротационными, центробежными и т.д.

В зависимости от ступеней сжатия компрессорные агрегаты делятся на одноступенчатые и двухступенчатые. Двухступенчатые компрессорные агрегаты могут состоять из двух и более блоков.

Компрессорные агрегаты применяются в том случае, когда испарительная система и конденсаторная группа удалены от агрегата и не могут быть объединены с ним в один общий блок.

Компрессорно-конденсаторный агрегат.

В состав комп.-конд. агрегата входит КД-ор и все элементы КМ-ого агрегата. Комп.-конд. агрегат может комплектоваться или кожухотрубным КД-ором с воздушным охлаждением, или воздущным КД-ором. При использовании кожухотрубного КД-ора все элементы агрегата крепятся на специальной стальной раме.

Комп.-конд. агрегат применяется в том случае, когда испарительная система удалена от агрегата и не м. б. объединена с ним в один общий блок.

Компрессорно-испарительный агрегат.

Комп.-исп. агрегат состоит из кожухотрубного испарителя и всех элементов комп-ого агрегата. Кожухотрубный испаритель не м. б. с межтрубным и внутритрубным кипением х.а. Все элементы агрегата крепятся сверху на корпусе испарителя.

Комп.-исп. агрегат применяется в том случае, когда конд-ная группа удалена от агрегата и не м. б. объединена с ним в один общий блок.

Аппаратные агрегаты.

Аппаратные агрегаты делятся на :

1. конд.-исп.

2. конд.-регулирующие

3. исп.-регулирующие

В состав конд.-исп. агрегата входят кожухотрубный конд-ор и кожухотрубный исп-ль. Кожухотрубный исп-ль м. б. с межтрубным и внутритрубным кипением х.а. Как правило, конд-ор крепится сверху на корпусе исп-ля с помощью специальных лап. Дополнительные агрегаты, приборы автоматики, запорная ирегулирующая арматура размещаются в промежутке между аппаратами. Конд.-исп. агрегат применяется в том случае, когда комп-ный агрегат удалён от данного агрегата и не м. б. объединен с ним в один общий блок.

В состав конд.-регул. агрегата входят кожухотрубный конд-ор и регулирующая станция. Регул. станция, приборы автоматики, запорная арматура и т.д. располагаются сверху на конд-оре. Используется, когда исп-ная система и комп-ный агрегат удалены и не м. б. объединеныс ним в один общий блок.

Исп.-регул. то же самое. В его состав входят кожухотрубный исп-ль и регулирующая станция. Исп-ль м. б. с межтрубным и внутритрубным кипением х.а. Применяется, когда конд-ная группа и комп-ный агрегат удалены.

Комплексные агрегатированные ХМ.

Комплексная ХМ включает в себя все элементы, с помощью которых осуществляется полный термодинамический цикл, т. е. компрессор, конденсатор и дроссельное устройство. По способу крепления элементов агрегата ХМ могут быть рамные и безрамные. В рамной конструкции все элементы крепятся в специальной стальной сварной раме. В безрамной конструкции все элементы крепятся друг на друга с помощью специальных лап. По количеству уровней ХМ бывают двух- и трехуровневые. В двухуровневой конструкции на нижнем уровне располагается кожухотрубный испаритель, на верхнем конденсатор и компрессор. В трехуровневой конструкции нижним уровнем является кожухотрубный испаритель, средним кожухотрубный конденсатор, верхним - компрессор, эл/дв, щит управления и т. д.