Термоэлектрическая система для охлаждения и кондиционирования воздуха в салоне легкового автотранспорта

Цель. Целью исследования является разработка конструкции термоэлектрической системы (ТЭС) для охлаждения и кондиционирования воздуха в салоне легкового автотранспорта, ее расчет, анализ параметров и электро- и теплофизических характеристик. Метод. Исследование основано на методах натурного и вычислительного моделирования систем кондиционирования и жизнеобеспечения с целью поиска оптимальных решений по экономичности, надежности и ресурсу низкотемпературных установок, машин и аппаратов. Результат. Произведен расчет ТЭС и определены ее параметры. Получены зависимости, описывающие основные характеристики ТЭС и ТЭМ, входящих в ее состав. Построены графики зависимости: изменения средней температуры в объеме салона автотранспорта, а также теплообменных систем во времени, мощности, холодильного коэффициента, напряжения питания ТЭМ от перепада температур между спаями для различных значений тока питания, вольт-амперная характеристика для различных величин перепада температур между спаями, изменение температуры на холодном спае ТЭМ от тока питания. Графики представлены при температуре горячих спаев ТЭМ 320 К. Вывод. Определены параметры установки: количество ТЭМ типа TB-199-1,4-1,5 - 18 шт, рабочий диапазон мощностей единичного ТЭМ - от 17 до 40 Вт при среднем перепаде температур между спаями 50 К, ток питания - от 2 до 6 А при потребляемой мощности от 40 до 130 Вт, холодильный коэффициент - от 0,17 до 0,7.

1. Shi X.-L. J., Zou J., Chen Z.-G. Advanced thermoelectric design: from materials and structures to devices // Chemical reviews. 2020. Vol. 15. P.7399-7515.

2. Snyder G.J., LeBlanc S., Crane D. Distributed and localized cooling with thermoelectrics, [et al.] // Future energy. 2021. Vol. 5. P. 748-51.

3. Vasil'ev E.N. The effect of thermal resistances on the coefficient of performance of a thermoelectric cooling system // Technical Physics. 2021. Vol. 66. P. 720-724.

4. Исмаилов Т.А., Евдулов О.В., Магомадов Р.А.-М. Охлаждающие системы на базе сильноточных термоэлектрических полупроводниковых преобразователей. СПб.: Политехника, 2020. 285 с.

5. Драбкин И.А., Ершова Л.Б. Гибридные режимы работы термоэлектрических модулей // Физика и техника полупроводников. 2022. № 1. С.13-17.

6. Kuzichkin O.R., Vasilyev G.S., Surzhik D.I. Method for modeling dynamic modes of nonlinear control system for thermoelectric modules. Advances in Dynamical Systems and Applications 2020; 15(2):187-197.

7. Абоуеллаиль А.А., Чан Ц., Солдатов А.И., Солдатов А.А., Костина М.А., Борталевич С.И., Солдатов Д.А. Лабораторное обоснование термоэлектрического метода контроля переходного сопротивления контактов //Дефектоскопия. 2022. № 12. С. 70-78.

8. Евдулов О.В., Магомедова С.Г., Миспахов И.Ш., Набиев Н.А., Насрулаев А.М. Термоэлектрическая система для извлечения инородных объектов из тела человека // Вестник Дагестанского государственного технического университета. Технические науки. 2019. т. 46, № 1. С. 32-41.

9. Ибрагимова А.М., Евдулов О.В. Термоэлектрические полупроводниковые устройства для отвода теплоты от элементов РЭА//Низкотемпературные и пищевые технологии в XXI веке: статья в сборнике научных трудов X Международной научно-технической конференции (Санкт-Петербург, 27–29 окт. 2021 г.). СПб., 2021. С.12-15.

10. Исмаилов Т.А., Евдулов О.В., Казумов Р.Ш. Экспериментальные исследования термоэлектрических теплообменных аппаратов проточного типа с тепловыми мостиками // Вестник Международной академии холода. 2010. № 4. С. 5-7.

11. Исмаилов Т.А., Евдулов Д.В., Евдулов О.В. Системы отвода теплоты от элементов РЭА на базе плавящихся тепловых аккумуляторов // Вестник Дагестанского государственного технического университета. Технические науки. 2015. № 1 (36). С. 38-44.

12. Goldsmid H.J. Thermoelectric refrigeration, New York: Springer, 2013. 240 p.

13. Васильев Е.Н. Расчет и оптимизация теплообменников термоэлектрического блока охлаждения // Теплофизика и аэромеханика. 2022. т. 29, № 3. С.419-430.

14. Теория тепломассообмена / Под. ред. А.И. Леонтьева. - М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2018. 464 с. 15. http://www.kryotherm.ru (дата доступа 15.09.2024).