автореферат диссертации по энергетическому, металлургическому и химическому машиностроению, 05.04.03, диссертация на тему:Методы расчета и анализ эффективности комбинированных компрессионно-термоэлектрических систем охлаждения и термостатирования

На правах рукописи

БОГОМОЛОВ ИВАН НИКОЛАЕВИЧ

□□3448885

МЕТОДЫ РАСЧЕТА И АНАЛИЗ ЭФФЕКТИВНОСТИ КОМБИНИРОВАННЫХ КОМПРЕССИОННО-ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СИСТЕМ ОХЛАЖДЕНИЯ И ТЕРМОСТАТИРОВАНИЯ

Специальность 05 04 03 - Машины и аппараты, процессы холодильной и криогенной техники, систем кондиционирования и жизнеобеспечения

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

1 6 °*Т2пп3

Санкт-Петербург — 2008

003448885

Работа выполнена в ГОУ ВПО «Санкт-Петербургский государственный университет низкотемпературных и пищевых технологий»

Научный руководитель доктор технических наук

Сулин Александр Борисович

Официальные оппоненты доктор технических наук, профессор

Пекарев Валентин Иванович

кандидат технических наук, доцент Мальгин Юрий Васильевич

Ведущая организация — Санкт-Петербургский государственный университет информационных технологий, механики и оптики (СПбГУ ИТМО)

Защита состоится «29» 2008 г в ^ часов на заседании

диссертационного совета Д212 234 01 при Санкт-Петербургском государственном университете низкотемпературных и пищевых технологий по адресу 191002, Санкт-Петербург, ул Ломоносова, д9 тел/факс (812)315-30-15

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке университета

Автореферат разослан «Z4 » ОЩТГЯс^З 2008 i

Ученый секретарь диссертационного совета доктор технических наук, профессор

Тимофеевский JIС

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы

В настоящее время диапазон производительности систем охлаждения и термостатирования, применяемых в промышленности, сельском хозяйстве и научно-исследовательских работах, охватывает мощное га от единиц и десятых долей ватта до десятков мегаватт Если в секторе больших производительностей безусловно доминируют парокомпрессионные, пароэжекторные и абсорбционные установки, то для малых тепловых мощностей неоспоримым преимуществом обладают термоэлектрические преобразователи, реализующие эффект Пельтье Вторым существенным фактором кроме производительности является развиваемый тем или иным устройством перепад температур и соответствующие ограничения на температуры и давления рабочего тела Например, для парокомпрессионных холодильных машин эти ограничения связаны с допустимой степенью сжатия в компрессоре и температурами кипения и конденсации в аппаратах При этом развиваемого перепада температур в одном каскаде парокомпрессионного цикла бывает недостаточно для практических приложений, что вынуждает переходить к более сложным и дорогостоящим многокаскадным парокомпрессионным системам с соответствующим снижением их надежности

Современные требования к качеству выпускаемой продукции и, соответственно, - к организации производства в соответствии с международными стандартами определяет все возрастающую необходимость в развитии лабораторной испытательной базы на предприятиях и в сертификационных центрах Одними из определяющих для химической, металлургической, медико-биологической отраслей являются климатические испытания образцов продукции на воздействие пониженных температур уровня -60 -80 С При этом, с учетом малоразмерности образцов и отсутствия, чаще всего, внутренних источников тепловыделений, требуемая холодопроизводительность испытательного оборудования ограничена десятками ватт при объемах рабочих камер не более нескольких десятков литров Использование двухкаскадных парокомпрессионноых установок для решения этих задач экономически и экологически нецелесообразно, в то время как холодопроихводительности термоэлектрических систем на данных температурных уровнях совершенно недостаточно Проблема создания низкотемпературных установок малой холодопроизводительности может быть решена с использованием одноступенчатых парокомпрессионных холодильных машин (ПКХМ) и термоэлектрических модулей (ТЭМ) в схемах комбинированных компрессионно-термоэлектрических систем

термостатирования (КТСТ) Несмотря на то, что данное техническое решение принципиально известно, в настоящее время отсутствует теория проектирования КТСТ с использованием современной материальной базы комплектующих и возможностей современной вычислительной техники

Применение тепловых схем КТСТ с использованием ТЭМ и расширением температурного диапазона системы всего на 10 . 20 С позволяет достичь качественно значимых результатов по сравнению с ПКХМ При этом, относительно небольшие перепады температур, развиваемые термоэлектрическим блоком, в большой степени нивелируют такой недостаток элементов Пельтье, как относительно низкий коэффициент преобразования Кроме того, высокие плотности тепловых потоков, характерные для термоэлектрических модулей, являются фактором, интенсифицирующим процессы теплопередачи при кипении и конденсации рабочего тела в аппаратах парокомпрессионной машины Конструктивная пластичность термоэлектрических устройств открывает возможность их применения в тепловом контакте как с испарителями, так и с конденсаторами парокомпрессионной машины в схемах как с одним, так и с двумя каскадами Это позволяет предложить тепловые схемы КТСТ не только в качестве систем охлаждения, но и в режиме теплового насоса и в системах со стабилизацией параметров в аппаратах ПКХМ

Таким образом, актуальной научной задачей, решенной в настоящей диссертации, является разработка методик расчета, выбора режимных параметров, конструирования и внедрения комбинированных компрессионно-термоэлектрических систем термостатирования

Задачи исследования

1 Разработка схемных решений КТСТ с расширением температурного диапазона функционирования

2 Разработка схемных решений КТСТ со стабилизацией тепловых режимов в аппаратах системы

3 Разработка и обоснование математической модели КТСТ на основе современной материальной базы

4 Анализ внутренних и внешних необратимых потерь и оценка их влияния на эффективность работы КТСТ

5 Экспериментальная оценка адекватности математической модели

6 Исследование режимов работы КТСТ и определение рациональных диапазонов изменения режимных параметров

7 Конструктивное воплощение и внедрение КТСТ в промышленности

Научная новизна работы заключается в

- разработке тепловой и математической модели КТСТ с расширением температурного диапазона функционирования

- разработке тепловой и математической модели КТСТ со стабилизацией тепловых режимов в аппаратах системы

- обосновании режимных параметров КТСТ, таких как оптимальные значения токов питания термоэлектрического каскада, диапазоны рационального применения схем с однокаскадными и двухкаскадными термоэлектрическими блоками, диапазоны рационального применения схем теплонасосных систем, режимные параметры КТСТ со стабилизацией параметров в аппаратах ПКХМ

- разработке методики расчета КТСТ

Практическая ценность работы заключается в корректном расчете энергетических показателей КТСТ, изготовленных на современной элементной базе, на основе чего спроектирован, внедрен в промышленности и успешно эксплуатируется ряд устройств на основе комбинированных компрессионно-термоэлектрических систем термостатирования

Достоверность полученных результатов, положений и выводов работы подтверждается согласованностью полученных теоретических и экспериментальных результатов, а также сопоставлением результатов выполненного исследования с данными литературных источников Апробация работы

Основные положения и результаты работы доложены на шести научно-технических конференциях на 32-й научно-технической конференции по итогам НИР за 2005 г профессорско-преподавательского состава, докторантов, аспирантов и сотрудников университета, СПбГУНиПТ, С-Петербург, 2006 г, на 33-й научно-технической конференции по итогам НИР за 2006 г профессорско-преподавательского состава, докторантов, аспирантов и сотрудников университета, СПбГУНиПТ, С-Петербург, 2007 г, на Ш-й Международной научно-технической конференции «Низкотемпературные и пищевые технологии в XXI веке», СПбГУНиПТ, С-Петербург, 2007 г, на Ш-й Всероссийской научно-технической конференции «Состояние и перспективы развития термоэлектрического приборостроения», Махачкала, 2007 г, на Ш-й Международной научно-практической конференции «Исследование, разработка и применение высоких технологий в промышленности», С-Петербург, 2007 г , на V-й Международной научно-практической конференции «Исследование, разработка и применение высоких технологий в промышленности», С-Петербург, 2008 г Основные положения и результаты работы опубликованы в 8 статьях, в том числе 1 статья в издании, рекомендованном ВАК РФ Объем и структура диссертации

Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы Работа изложена на 125 стр машинописного текста, в 72 рисунках и 7 таблицах Список литературы включает в себя 135 наименований

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Анализ данных литературных источников, патентной и нормативной документации, а также интернет-публикаций позволяет выделить в сфере применения систем охлаждения и термостатирования область, характеризуемую снижением температуры относительно окружающей среды до 100 С при малых требуемых холодопроизводительностях до нескольких десятков ватт Прежде всего, эта область характерна для лабораторной испытательной и экспериментальной техники, а также для устройств термостабилизации медико-биологического назначения

¿•100-ю

10-10

1000

ПКХМ - парокомпрес--сионная хол.машина

ТЭ - термоэлектрический блок

низкотемпературных систем

Температурные диапазоны, С Рис.1. Условная диаграмма рабочих диапазонов термостатирования.

КТСТ - компрессионно-термоэлектрическая система

1 - один каскад

2 - два каскада

Ш-диапазон лабораторной техники

Из рис. 1 видно, что для диапазона температур -40 ... -80 С при требуемой холодопроизводительности до 100 Вт мощности ПКХМ являются избыточными, а мощности термоэлектрических систем - недостаточными. В то же время комбинированные компрессионно-термоэлектрические системы представляют собой целесообразное с экономической и экологической точки зрения решение задачи обеспечения данных тепловых режимов.

а б в г

Рис.2. Принципиальные схемы комбинированных компрессионно-термоэлектрических устройств: 1 - термобатарея; 2 - испаритель; 3 - конденсатор; 4 - компрессор; 5 - ТРВ; 6 - теплообменник; 7 - камера.

В работе рассмотрены варианты компоновки ТЭМ с ПКХМ в схемах низкотемпературного охладителя (рис 2а), теплового насоса (рис 26), стабилизатора температуры конденсации (рис 2в) и стабилизатора промежуточных температур в каскадной ПКХМ (рис 2г) Первые две схемы мы классифицируем как схемы К1 С'Г с расширением температурного диапазона, вторые две - как схемы со стабилизацией параметров в аппаратах ПКХМ

Для моделирования процессов в КТСТ рассмотрим энергетический баланс в системе на примере низкотемпературного охладителя

6' 1 шнпиПТП

IV"

1 - камера охлаждения, 0">=0"и1д 2 - термобатарея,

3 - испаритель, 4 - компрессор, 5 - конденсатор, 6-ТРВ

• дихм Рис 3 Схема энергетических I потоков в КТСТ

Методика расчета КТСТ построена на обеспечении выполнения закона сохранения энергии, а именно, для случая низкотемпературной системы холодопроизводительность ПКХМ должна быть равна теплопроизво-дительности термоэлектрического блока, которая, в свою очередь, определяется суммой его холодопроизводительности и энергопотребления

Вт

То, С

-20 1 — зависимости для

холодопроизводительности ТЭМ

2 - зависимости для теплопроизводитечьпости ТЭМ

Qc - ось производительности

Т0 - ось температуры кипения в испарителе ПКХМ

АТтб ~ ось перепада температур на ТЭМ Рис 4 Расчетная номограмм КТСТ

ДТ,К

Важным усложняющим фактором, определяющим режимы работы КТСТ, является нелинейность, выраженная в температурной зависимости свойств полупроводникового вещества ТЭМ На разработанной в диссертации расчетной номограмме параметров КТСТ (рис 4) эта нелинейность проявляется в необходимости использования семейства зависимостей, построенных для различных температур тепловыделяющих спаев ТЭМ Поскольку температура тепловыделяющего спая определяется температурой кипения в испарителе, нахождение решения выполняется в итерационном процессе последовательных приближений

Предложенный графоаналитический метод позволяет выполнить экспресс-оценку режимных параметров проектируемой системы, однако для корректного расчета и термодинамического анализа в диссертации предложен метод алгоритмического расчета, основанный на системе уравнений, описывающих процессы переноса в КТСТ

Тепловая нагрузка на рабочую камеру является функцией температурного напора, а также геометрических и теплофизических характеристик

(1)

Из условия теплового баланса холодопроизводительность ТЭМ равна тепловой нагрузке на камеру

аГ=а (2)

Развиваемая на ТЭМ выбранного типоразмера разность температур определяется требуемой холодопроизводительностью, номиналом энергопитания и температурой тепловыделяющего спая, которая, в свою очередь зависит от режима работы ПКХМ

А ТТБ* = /(д™,1ТБ,Т™,ГипТБ) (3)

Контактные термические сопротивления между поверхностями ТЭМ и аппаратов ПКХМ являются характерной необратимостью, характеризующей внутренние потери в КТСТ

АГ 6

конт конт

ДТТБ = ДГге* - ДТх - ДТг

" конт коит )

Энергопотребление и тепловыделения ТЭМ определяется режимом энергопитания и развиваемой холодопроизводительностыо

wrs=urs ¡ТБ (6)

QTb=QlB+W"' (7)

Из условия теплового баланса холодопроизводительность ПКХМ равна теплопроизводителыюсти ТЭМ

ОГ"=вГ (8)

Развиваемая разность температур в ПКХМ определяется типом машины, ее холопроизводительностыо и температурой окружающей среды

АТшаи = ^ ^ =/ос-m^\t0C,Tun"™<) (9)

Расчетная температура в рабочей камере определяется суммированием развиваемых перепадов в ПКХМ и ТЭМ

~{ос -АТПКХИ -АТтб (10)

В настоящее время в сфере парокомпрессионного холодильного машиностроения, а также в области термоэлектрического приборостроения представлены сотни типоразмеров продукции, причем их номенклатура постоянно изменяется В этой связи в диссертационной работе предложено в тех блоках математической модели, которые соответствуют выражениям (3) и (9) системы уравнений использовать результаты аппроксимации технических характеристик оборудования, представляемых фирмами производителями Данный подход тем более оправдан, что современное стандартное программное обеспечение, например, в среде Microsoft Office предлагает быстрые и эффективные инструменты аппроксимации

Например, характеристики ТЭМ производства компании Остерм, заложенные в методику расчета данной работы, аппроксимированы в виде

Перепад температур на спаях однокаскадного модуля типа К1-127-1,4/1,6 при tk = -20° С(253К) при tk = -30°С(243£)

для 1=5,8А dT = -1,282 * Qo + 50 для 1=5,9А dT = -1,260 * Qo + 46,5

для I=5A dT = -1,303 * Qo + 49 для I=5A dT = -1,280 * Qo + 45,5

для1=4А dT =-1,350 *Qo +46,5 для1=4А dT = -l,33 0 * Qo+43

для1=ЗА dT = -1,414 *Qo + 41 для 1=3 A dT =-1,410 * Qo+38,2

для!=2А dT = -1,519 *Qo + 32,5 для!=2А. dT =-1,500 * Qo+30

для I=1A dT=-1,625 * Qo+19,5 для1=1А dT = -1,636 * Qo +18

Подобные аппросимационные характеристики заложены в программу расчета в широком диапазоне температур тепловыделяющих спаев для ТЭМ одно- и двухкаскадного исполнения

Ниже приведен пример аппроксимации характеристик компрессорно-конденсаторных arperaTjB фирмы Hermetic, использованные при расчетах в диссертационной работе

для агрегата AEZ2415ZBR TMI = 0,0727 * Qo - 49,9, для агрегата AE1417ZB Ткип = 0,0588 * Qo - 49,1, для агрегата CAE2420ZBR Ткип = 0,0465 * Qo - 48,49 Методика расчета КТСТ, основанная на решении системы уравнений (1-10) реализована в виде программного продукте с развитым интерфейсом в среде Visual basic и представляет собой итерационный алгоритм, обеспечивающий сходимость решения при заданных исходных данных по холодопроизводи-ельности, температуре окружающей среды, типоразмеру ПКХМ, количеству и типоразмеру ТЭМ На основе разработанной методики выполнена серия расчетов, позволяющая проанализировать режимные параметры, рациональные зоны применимости и оптимальные режимы работы КТСТ

tКОМ: С

0 ■10 -20 -30 -<0 ■50 ■«0 -70

А

--однокаскадныи модуль

----двухкаскадный модуль

Ш

10 50 30 40 50 60 70 М

Qo, Вт

Рис 5 Зависимость температуры в камере от холодопроизводительности при применении одно- и двухкаскадных ТЭМ

На рис 5 показаны зоны рационального применения того или иного технического решения КТСТ. Показано, что в области I (с диапазоном температур -80 до -63 °С) наиболее эффективно, с точки зрения достижения минимальных температур в камере, термоэлектрический блок комбинированной системы выполнять на основе двухкаскадных ТЭМ В области II (с диапазоном температур -63 до -40°С) наиболее низкие температуры в камере термостатирования могут быть получены при использовании однокаскадных модулей в термоэлектрическом блоке В области III с температурами в рабочей камере, выше —40°С, целесообразно применять однокаскадное охлаждение (как на базе ПКХМ, так и на базе ТЭМ)

—О^бОВт -30 -35

■ • - д>~50Вт -«а

--д,=40Вт -45

- -д>=308т -60

-55

А -60

✓1 ✓ -65

___ -7»

1 А -75

3 4 5 в

Ю 100 150 200 2» Ыв Вт

70 Ю 90 №

а б

Рис 6 Зависимость температуры в камере от силы тока для комбинированной системы при различных нагрузках а - с однокаскадными ТЭМ, б - с двухкаскадными ТЭМ

На рис 6 приведены примеры расчетов низкотемпературных КТСТ, из которых видно, что оптимальные режимы работы ТЭМ, обеспечивают минимальную температуру в рабочей камере при определенных значениях силы тока питания При этом видно, система с однокаскадными ТЭМ гораздо чувствительнее к номиналам питания, чем система с двухкаскадными ТЭМ

Применение ТЭМ в комбинации с ПКХМ при работе по схеме теплового насоса (рис 26) позволяет существенно расширить температурный диапазон эффективной работы системы

Рис 7 Теплопроизводительность КТСТ в зависимости от условий теплоотдачи со стороны термоэлектрического блока при различных температурах

окружающей среды

На рис. 7 приведены зависимости для теплопроизводительности некоторой КТСТ в диапазоне температур наружного воздуха от 20 до -20 С Следует отметить, что работа традиционной ПКХМ в режиме теплового насоса

при температурах наружного воздуха ниже -5 ... -10 С практически нецелесообразна, т.к. коэффициент преобразования системы в этих условиях стремится к единице и вырабатываемая тепловая мощность равна энергопотреблению компрессора. Применение ТЭМ в тепловом контакте с испарителем ПКХМ позволяет поднять температуру кипения и существенно увеличить коэффициент преобразования для данных условий эксплуатации.

Температура окружающей среды, С Потребляемая мощность системы:

-N = 550 Вт .

«Ш - зона радоналыяго ---N = 450 Вт : ; > ттт1втя КГСТ

— ■—Ы=350Вт

---^1=360 Вт

Рис.8 Зависимость отопительного коэффициента от температуры окружающей среды при различных режимах работы КТСТ в режиме теплового насоса.

На рис. 8 приведены расчетные зависимости коэффициента преобразования конкретной КТСТ от температуры окружающей среды при различной мощности энергопотребребления. Видно, что коэффициент преобразования данной системы заметно превышает единицу даже при низких температурах окружающей среды. Причем величина коэффициента преобразования существенно растет с ростом мощности системы.

Применение ТЭМ в комбинированных системах охлаждения наряду с расширением рабочего температурного диапазона может быть рациональным с позиций поддержания оптимальных параметров в аппаратах системы. В диссертационной работе приведены примеры расчета КТСТ со стабилизацией температуры конденсации ПКХМ, а также схемные решения двухкаскадных ПКХМ со стабилизацией температуры в промежуточных теплообменниках

системы Из опыта проектирования и эксплуатации двухкаскадных ПКХМ известно, что колебания температуры и давления в промежуточных теплообменниках часто приводят к выходу из строя компрессора низкотемпературной ступени системы

Контактные термические сопротивления на поверхностях сопряжения ТЭМ с теплообменными аппаратами определяют необратимые потери, характерные для систем с применением термоэлектрических преобразователей Данные потери относятся к внутренним потерям системы, тек такому виду потерь, которые могут быть снижены на этапе проектирования

Лг "С

КОМ) ^

1 2 3 4 5

7 8 9 10 11 12 13 14 15

к, 103 Вт/(м2 К)

9 10 11 12 13 И 15

к, 10 3 Вт/(м2 К)

Рис 9 Изменение развиваемой разности температур низкотемпературной КТСТ в зависимости от коэффициента теплопередачи на контактных поверхностях ТЭМ Здесь к1 - контакт на теплопоглощающен стороне ТЭМ, к2 - контакт на тепловыделяющей стороне ТЭМ

Расчетные данные на рис 9 характеризуют влияние качества теплового контакта ТЭМ на характеристики системы в зависимости от направления теплового потока и развиваемой холодопроизводительности Видно, что снижение коэффициента теплопередачи контакта ниже 4000 5000 Вт/(м2 К) существенно занижают характеристики системы, что особенно сказывается на тепловыделяющей стороне ТЭМ из-за более высоких плотностей теплового потока

Экспериментальные исследования КТСТ выполнялись на экспериментальном стенде (рис 10) в два этапа На первом этапе получена нагрузочная характеристика экспериментального компрессорно-конденсаторного агрегата в соответствии с выражением (9) На втором этапе получены экспериментальные данные по выходу системы на режим при различных мощностях энергопотребления ТЭМ, которые сопоставлены с расчетными характеристиками по аналогии с зависимостями на рис 6

Расхождение по расчетному и экспериментально полученному перепаду температур в камере относительно окружающей среды не превышает 3% (рис.11).

Результаты диссертационной работы внедрены в нефтехимической и в лакокрасочной промышленности, а также в сертификационных испытательных центрах РФ. Па рис.12 приведен общий вид модели испытательного криостата «Миконта-МТ», выполненного по схеме низкотемпературной КТСТ.

13 =п 12 =

Рис. 10. Схема экспериментального стенда и измерительной системы для исследования низкотемпературной КТСТ.

-40-

и- -«-N13

"*-1М16

1

1 1 Г э 3 в 0 4 ) 5 ) 6 ] 7 0 8

V

1

\\

Время, мин

50 ~ 100 150 200 250 Потребляемая энергия, Вт

Рис. 11. Пример выхода на стационарный режим и сравнительные экспериментально-расчетные характеристики низкотемпературной КТСТ.

Рис.12. Общий вид и характеристики криостата «Миконта-МТ»

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. Показано, что в технике охлаждения и термостатирования существует диапазон температур и производительностей, в котором КТСТ обладают рядом преимуществ перед традиционными системами.

2. Обоснованы и разработаны две группы тепловых схем КТСТ: схемы с расширением температурного диапазона (морозильные камеры и тепловые насосы) и схемы со стабилизацией тепловых режимов в аппаратах системы.

3. Расчет и проектирование КТСТ предложено проводить на базе разработанного программного продукта, реализующего математическую модель, учитывающую характеристики современной элементной базы парокомпрессионных установок и термоэлектрических модулей.

4. Адекватность математической модели и результатов расчетов доказана с помощью натурного эксперимента с низкотемпературной КТСТ на разработанном экспериментальном стенде.

5. Показано, что для низкотемпературных КТСТ характерны оптимальные режимы работы, достигаемые изменением силы тока питания термоэлектрического каскада.

Приведены примеры расчета устройств с минимизацией температуры в рабочей камере.

6. Анализ внешних и внутренних необратимых потерь в элементах КТСТ указывает на возможность повышения их эффективности за счет снижения контактных термических сопротивлений в элементах системы.

7. На основе современной элементной базы построены сравнительные характеристики КТСТ с одно- и двухкаскадными термоэлектрическими блоками в широком диапазоне производительности и температур статирования.

8 Разработаны, изготовлены и внедрены в промышленности опытные образцы КТСТ различной производительности для климатических испытаний образцов продукции

Основные положения диссертационной работы отражены в следующих публикациях

1 Сулин А Б, Богомолов И Н Основные расчетные характеристики низкотемпературной комбинированной системы термостатирования - Известия Санкт-Петербургского государственного университета низкотемпературных и пищевых технологий, 2006, №1, с 38—40

2 Богомолов И Н, Сулин А Б Обоснование тепловых режимов компрессионно-термоэлектрического криостата - Теория и практика разработки и эксплуатации пищевого оборудования, 2007, №1, с 28-33

3 Сулин А Б, Богомолов И Н Влияние термического сопротивления тепловому контакту на энергетические характеристики комбинированной системы охлаждения - Известия Санкт-Петербургского государственного университета низкотемпературных и пищевых технологий, 2007, №1, с.15-17

4 Богомолов И Н, Сулин А Б Использование термоэлектрических батарей для стабилизации температуры конденсации в комбинированных системах охлаждения - Материалы III Международной научно-технической конференции «Низкотемпературные и пищевые технологии в XXI веке», С-Петербург, 2007, с 179-182

5 Богомолов И Н Обоснование эффективных режимов термоэлектрической ступени в гибридных системах охлаждения - Материалы III Всероссийской научно-технической конференции «Состояние и перспективы развития термоэлектрического приборостроения», Махачкала, 2007, с 19-21

6 Сулин А Б, Богомолов И Н Схемные решения и характеристики компрессионно-термоэлектрических систем термостатирования - Материалы П1 Всероссийской научно-технической конференции «Состояние и перспективы развития термоэлектрического приборостроения», Махачкала, 2007, с.100-102

7 Богомолов ИН Экспериментальные исследования термостатов с комбинированной компрессионно-термоэлектрической системой охлаждения -Материалы V Международной научно-практической конференции «Исследование, разработка и применение высоких технологий в промышленности», С-Петербург, 2008, с 325-329

8. Сулин А Б, Богомолов И Н Компрессионно-термоэлектрические термостаты лабораторного назначения - Известия вузов Приборостроение, №7,2008, с 65-67

Подписано к печати ¿2,09 И Формат 60x80 1/16 Бумага писчая

Печать офсетная Печ л { О Тираж Ей. экз Заказ № 309, СПбГУНиПТ 191002, Санкт-Петербург, ул Ломоносова, 9 ИИК СПбГУНиПТ 191002, Санкт-Петербург, ул Ломоносова, 9

ВВЕДЕНИЕ.

1. СИСТЕМЫ ОХЛАЖДЕНИЯ И ТЕРМОСТАТИРОВАНИЯ ИСПЫТАТЕЛЬНОГО И МЕДИКО-БИОЛОГИЧЕСКОГО НАЗНАЧЕНИЯ.

1.1. ПРОМЫШЛЕННЫЕ И МЕДИЦИНСКИЕ УСТАНОВКИ С ПАРОКОМПРЕССИОННОЙ СИСТЕМОЙ ОХЛАЖДЕНИЯ.

1.2. ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ТЕРМОСТАТЫ ПРОМЫШЛЕННОГО И МЕДИКО-БИОЛОГИЧЕСКОГО НАЗНАЧЕНИЯ.

1.3. ДВУХФАЗНЫЕ СХЕМЫ ТЕПЛООБМЕННЫХ УСТРОЙСТВ ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ТЕРМОСТАТОВ.

1.4. МЕТОДЫ РАСЧЕТА ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ТЕРМОСТАТОВ.

2. МЕТОДЫ РАСЧЕТА КОМБИНИРОВАННЫХ

КОМПРЕССИОННО-ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СИСТЕМ.

2.1. ТЕПЛОВЫЕ СХЕМЫ КОМБИНИРОВАННЫХ КОМПРЕССИОННО-ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СИСТЕМ ТЕРМОСТАТИРОВАНИЯ.

2.1.1. Системы с расширением температурного диапазона.

2.1.2. Системы стабилизации промежуточных параметров системы термостатирования.

2.2. ГРАФО-АНАЛИТИЧЕСКИЙ МЕТОД РАСЧЕТА КОМБИНИРОВАННЫХ КОМПРЕССИОННО-ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СИСТЕМ

ТЕРМОСТАТИРОВАНИЯ.

2.3. АЛГОРИТМИЧЕСКИЙ МЕТОД РАСЧЕТА КОМБИНИРОВАННЫХ КОМПРЕССИОННО-ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СИСТЕМ

ТЕРМОСТАТИРОВАНИЯ.

2.4. ПРИМЕРЫ РАСЧЕТА РЕЖИМОВ РАБОТЫ КОМБИНИРОВАННЫХ КОМПРЕССИОННО-ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СИСТЕМ

ТЕРМОСТАТИРОВАНИЯ.

3. ОСОБЕННОСТИ ПРОЦЕССОВ ЭНЕРГОПЕРЕНОСА В КОМБИНИРОВАННЫХ КОМПРЕССИОННО-ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СИСТЕМАХ ТЕРМОСТАТИРОВАНИЯ.

3.1. АНАЛИЗ НЕОБРАТИМЫХ ПОТЕРЬ В КОМБИНИРОВАННОЙ СИСТЕМЕ.

3.2. ПРОЦЕССЫ ЭНЕРГОПЕРЕНОСА В КОМБИНИРОВАННЫХ КОМПРЕССИОННО-ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СИСТЕМАХ ОХЛАЖДЕНИЯ.

3.3. ПРОЦЕССЫ ЭНЕРГОПЕРЕНОСА В КОМБИНИРОВАННЫХ КОМПРЕССИОННО-ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ТЕПЛОВЫХ НАСОСАХ.

3.4. ПРОЦЕССЫ ЭНЕРГОПЕРЕНОСА В ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СИСТЕМАХ СТАБИЛИЗАЦИИ ПАРАМЕТРОВ В КОМПРЕССИОННЫХ АГРЕГАТАХ.

3.4.1. Система со стабилизацией параметров конденсации в парокомпрессионных агрегатах.

3.4.2. Система со стабилизацией промежуточных параметров в двухкаскадных парокомпрессионных агрегатах.

4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ТЕРМОСТАТОВ С КОМБИНИРОВАННОЙ КОМПРЕССИОННО

ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СИСТЕМОЙ ОХЛАЖДЕНИЯ.

4.1. ОПИСАНИЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО СТЕНДА И МЕТОДИКИ ПРОВЕДЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТА.

4.1.1. Определение нагрузочных характеристик парокомпрессионной холодильной машины.

4.1.2. Исследование рабочих режимов термостата с комбинированной компрессионно-термоэлектрической системой охлаждения.

4.2. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ ТЕРМОСТАТОВ С КОМБИНИРОВАННОЙ КОМПРЕССИОННО-ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СИСТЕМОЙ ОХЛАЖДЕНИЯ.

4.3. СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ДАННЫХ И РЕЗУЛЬТАТОВ МАТЕМАТИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ.

4.4. КОМБИНИРОВАННЫЕ КОМПРЕССИОННО-ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ ОХЛАЖДЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО НАЗНАЧЕНИЯ.

В настоящее время диапазон производительности систем охлаждения и термостатирования, применяемых в промышленности, сельском хозяйстве, в быту и научно-исследовательских работах, охватывает мощности от единиц и десятых долей ватта до десятков мегаватт. Если в секторе больших производительностей безусловно доминируют парокомпрессионные, пароэжекторные и абсорбционные установки, то для малых тепловых мощностей неоспоримым преимуществом обладают термоэлектрические преобразователи, реализующие эффект Пельтье. Вторым существенным фактором кроме производительности является развиваемый тем или иным устройством перепад температур и соответствующие ограничения на температуры и давления рабочего тела. Например, для парокомпрессионных холодильных машин эти ограничения связаны с допустимой степенью сжатия в компрессоре и температурами кипения и конденсации в аппаратах. При этом развиваемого перепада температур в одном каскаде парокомпрессионного цикла бывает недостаточно для практических приложений, что вынуждает переходить к более сложным и дорогостоящим многокаскадным парокомпрессионным системам с соответствующим снижением их надежности.

В диссертационной работе исследованы тепловые режимы и характеристики комбинированных компрессионно-термоэлектрических систем охлаждения и термостатирования (КТСТ), в которых введение термоэлектрического каскада позволяет с высокой точностью достигать требуемых температурных уровней как в объекте, так и в аппаратах установки.

Расширение температурного диапазона системы термостатирования даже на 10.20 К часто позволяет достичь качественно значимых результатов, что характерно, например, для задач климатических испытаний образцов продукции. В КТСТ лабораторного и медико-биологического назначения удается эффективно использовать такие преимущества эффекта Пельтье, как отсутствие рабочих тел и движущихся частей, надежность, простота управления и реверсирования тепловых потоков. При этом, относительно небольшие перепады температур, развиваемые термоэлектрическими каскадами, в большой степени нивелируют такой недостаток элементов Пельтье, как относительно низкий коэффициент преобразования. Кроме того, высокие плотности тепловых потоков, характерные для термоэлектрических модулей, являются фактором, интенсифицирующим процессы теплопередачи при кипении и конденсации рабочего тела в аппаратах парокомпрессионной машины.

Конструктивная пластичность термоэлектрических устройств позволяет рассматривать возможность их применения в тепловом контакте как с испарителями, так и с конденсаторами парокомпрессионной машины в схемах как с одним, так и с двумя каскадами. Таким образом, целью диссертационной работы является разработка тепловых схем и моделей КТСТ и создание на их основе методик расчета и выбора конструктивных и режимных параметров КТСТ. В этой связи в работе поставлены и решены следующие задачи.

1. Разработка схемных решений КТСТ с расширением температурного диапазона функционирования.

2. Разработка схемных решений КТСТ со стабилизацией тепловых режимов в аппаратах системы.

3. Разработка и обоснование математической модели КТСТ на основе современной материальной базы.

4. Анализ внутренних и внешних необратимых потерь и оценка их влияния на эффективность работы КТСТ.

5. Экспериментальная оценка адекватности математической модели.

6. Исследование режимов работы КТСТ и определение рациональных диапазонов изменения режимных параметров.

7. Конструктивное воплощение и внедрение КТСТ в промышленности.

Поставленные в диссертационной работе задачи решены методом математического моделирования процессов в КТСТ на основе теории теплообмена, теории термоэлектрических явлений, компьютерного моделирования и натурного эксперимента.

В работе защищаются следующие положения, представляющие научную новизну.

1. Тепловая и математическая модели КТСТ с расширением температурного диапазона функционирования.

2. Тепловая и математическая модели КТСТ со стабилизацией тепловых режимов в аппаратах системы.

3. Результаты исследования режимных параметров КТСТ:

- оптимальные значения токов питания термоэлектрического каскада;

- диапазоны рационального применения схем с однокаскадными и двухкаскадными термоэлектрическими блоками;

- диапазоны рационального применения схем теплонасосных систем;

- режимные параметры КТСТ со стабилизацией параметров конденсации ПКХМ.

4. Методика расчета КТСТ.

Достоверность полученных результатов подтверждается согласованностью полученных теоретических и экспериментальных результатов.

Практическая значимость работы заключается в корректном расчете энергетических показателей КТСТ, изготовленных на современной элементной базе, на основе чего спроектирован, внедрен в промышленности и успешно эксплуатируется ряд устройств на основе комбинированных компрессионно-термоэлектрических систем термостатирования.

Основные результаты работы докладывались и обсуждались на:

32-й Научно-технической конференции по итогам НИР за 2005 г. профессорско-преподавательского состава, докторантов, аспирантов и сотрудников университета, СПбГУНиПТ, С-Петербург, 2006 г.

33-й Научно-технической конференции по итогам НИР за 2006 г. профессорско-преподавательского состава, докторантов, аспирантов и сотрудников университета, СПбГУНиПТ, С-Петербург, 2007 г.

Ш-й Международной научно-технической конференции «Низкотемпературные и пищевые технологии в XXI веке», СПбГУНиПТ, С-Петербург, 2007 г.

Ш-й Всероссийской научно-технической конференции «Состояние и перспективы развития термоэлектрического прпиборостроения», Махачкала, 2007 г.

IV-й Международной научно-практической конференции «Исследование, разработка и применение высоких технологий в промышленности», С-Петербург, 2007 г.

V-й Международной научно-практической конференции «Исследование, разработка и применение высоких технологий в промышленности», С-Петербург, 2008 г.

По теме диссертации опубликовано 9 печатных работ, в том числе две печатные работы в изданиях, рекомендованных ВАК РФ.

Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы и приложений. Работа изложена на 157 стр. машинописного текста, в 68 рисунках и 7 таблицах. Список литературы включает в себя 136 наименований.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Показано, что в технике охлаждения и термостатирования существует диапазон температур и производительностей, в котором КТСТ обладают рядом преимуществ перед традиционными системами.

2. Обоснованы и разработаны две группы тепловых схем КТСТ: схемы с расширением температурного диапазона (морозильные камеры и тепловые насосы) и схемы со стабилизацией тепловых режимов в аппаратах системы.

3. Расчет и проектирование КТСТ предложено проводить на базе разработанного программного продукта, реализующего математическую модель, учитывающую характеристики современной элементной базы парокомпрессионных установок термоэлектрических модулей.

4. Адекватность математической модели и результатов расчетов доказана с помощью натурного эксперимента с низкотемпературной КТСТ на разработанном экспериментальном стенде.

5. Показано, что для низкотемпературных КТСТ характерны оптимальные режимы работы, достигаемые изменением силы тока питания термоэлектрического каскада.

Приведены примеры расчета устройств с минимизацией температуры в рабочей камере.

6. Анализ внешних и внутренних необратимых потерь в элементах КТСТ указывает на возможность повышения их эффективности за счет снижения контактных термических сопротивлений в элементах системы.

7. На основе современной элементной базы построены сравнительные характеристики КТСТ с одно- и двухкаскадными термоэлектрическими блоками в широком диапазоне производительности и температур статирования.

8. Разработаны, изготовлены и внедрены в промышленности опытные образцы КТСТ различной производительности для климатических испытаний образцов продукции.

1. ГОСТ 9.409-88 «Методы ускоренных испытаний на стойкость к воздействию нефтепродуктов».

2. ГОСТ 9.401-91 «Общие требования и методы ускоренных испытаний на стойкость к воздействию климатических камер».

3. ИСО 2810-74 «Указания по проведению испытаний в атмосферных условиях»

4. ГОСТ 9.104 «Покрытия лакокрасочные. Группы условий эксплуатации».

5. ГОСТ 15150 «Машины, приборы и другие технические изделия. Исполнения для различных климатических районов. Категории, условия эксплуатации, хранения и транспортирования в части воздействия климатических факторов внешней среды»

6. Министерство Здравоохранения СССР. Приказ №155 «О совершенствовании деятельности учреждений службы крови в условиях нового хозяйственного механизма» от 12 апреля 1990 г.

7. ГОСТ Р 52249-2004 Правила производства и контроля качества лекарственных средств8. http://www.avrora-lab.com/

8. Проспект фирмы Electrolux Cold Chain Programme Vianden, Luxemburg.

9. Буряк А.А. Развитие исследований по термоэлектричеству в СССР. Киев: Наук, думка, 1978. - 136с.

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

11. Иоффе А.Ф. Полупроводниковые термоэлементы. M.-JL: Изд-во АН СССР, 1960.-188 с

12. Иорданишвили Е.К. Термоэлектричество от прошлого к будущему // Термоэлектричество, №1, 2000.

13. Thermoelectrics in the 21st Century // Proceedings of the Twentieth International Conference on Thermoelectrics. Beijing, China, 2001. - p. 525-529.

14. Термоэлектрическое охлаждение: Текст лекций / Текст лекций под общ. ред. Л.П.Булата. СПб: СПбГУНиПТ, 2002. - 147 с.

15. Котырло Г.К., Щеголев Г.М. Тепловые схемы термоэлектрических устройств. Киев: Наук, думка, 1973. - 108 с.

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

17. Котырло Г.К. Лобунец Ю.Н. Расчет и конструирование термоэлектрических генераторов и тепловых насосов. Справочник. Киев: Наук, думка, 1980. - 328 с

18. Шарков А.В., Тахистов Ф.Ю., Кораблев В.А. Прикладная физика. Термоэлектрические модули и устройства на их основе. Учебное пособие // Под ред. проф. А.В.Шаркова. СПб: СПбГИТМО(ТУ), 2003. - 44 с.

19. Тайц Д.А., Заволженский С.В., Карпов В.Г., Чернявский В.В. Комбинированные системы охлаждения и разработка низкотемпературных камер малого объема // Вопросы радиоэлектроники, сер. ТРТО, 1973, №3, с. 129-131.

20. Белозорова Л. А. Термоэлектрический микротермостат // Холодильная техника и технология, 1985, вып.41, с. 40-44.

21. Микротермостат термоэлектрический КТ-3 // Биофизприбор, Львов, ТУ 25-11 (ДВЭ 2.998.006-85).

22. Wartanowicz Т., Czarnecki A. Thermoelectric isothermal container // Proceedings of the Fourth European Workshop on Thermoelectrics. Madrid, Spain, 1998. - p. 29-32

23. Stockholm J. Industrial thermoelectric cooling in the kilowatt range // Proceedings of the Sixth International Conference on Thermoelectric Energy Conversion. Arlington, USA, 1986. - p. 83-87.

24. McDonald D.K.C. On the possibility of thermoelectric refrigeration at the very low temperatures Philos. Nog, 1959, V.4, №40, p. 433-446.

25. Разработка слаботочного термоэлектрического охладителя на температурный уровень 196 К. Отчет о НИР КБ "Фотон" при 4ГУ №02840018992. Сборник НИОКР 1985, №3, сер.19.

26. Грядунов А.И. Низкотемпературный термоэлектрический термостат// Приборы и техника эксперимента, 1989, №5, с. 243.

27. А.с. 1628049 // Термостатирующее устройство / Беляк В.Г., Вильдермут В.Г., Бутырский В.И., Галев В.Н. 15.02.1991. Бюл.Кб.

28. А.с. 1793432 // Термоэлектрический термостат / Бутырский В.И., Беляк В.Г.07.02.1993. Bran.N5.

29. Юсуфов Ш.А. Термоэлектрический полупроводниковый шкаф для охлаждения электронной аппаратуры // Изв. Вузов. Приборостроение, 2000, №5.

30. Разработка термоэлектрического термостата. Отчет о НИР ВНИПКТИ электротермооборудования. №03850018970. Сборник НИОКР. сер. 23, 1986, №7.

31. Наер В.А., Белозорова JI.A. Многозонный термоэлектрический термостат // Приборы и техника эксперимента, 1987, №2, с. 242.

32. А.с. СССР 1317246 // Способ термостатирования тепловыделяющего объекта, 1987.

33. Разработка рекомендаций по выбору закона регулирования термоэлектрического термостата // Отчет о НИР Одесского Политехнического института № 02870060693. Сборник НИОКР, сер.19, 1988, №5.

34. Термокамера термоэлектрическая типа ТК-1 // Отраслевой каталог Т-21,421198901(600).

35. Термостат электронный переносной на батареях Пельтье // Ahlbom Mess-und-Regelungstechnik. Пром.каталог 39262-85.

36. Разработка термоэлектрического охлаждающего устройства с системой термостабилизации // Отчет о НИР КБ "Фотон" при 4ГУ №02870083077. Сборник НИОКР сер. 19, 1988, №10.

37. А.с. 752262 // Термоэлектрический термостат / Привер Э.Л., АчкасовА.П. 30.07.1980. Бюл.М28.

38. А.с. 798760 // Термостат / Воронин А.Н., Зорин И.В. 23.01.1981. Бюл.Ю.

39. А.с. 824159 Термостат // Волынский Э.Э., Заволженский B.C., Карпов В.Г., Тайц Д.А. 23.04.1981. Бюл.Ш5.

40. А.с. 978110 // Термоэлектрическое термостатирующее устройство / Грязнов Н.В., Денисов В.В., Евстигнеев А.Н., Кузьмина Т.Г. 30.11.1982. Bkwi.N44.

41. А.с. 1068907 // Термостатирующее устройство / Петренко А.А., Беспоясный В.А., Верещагин А.И. 23.01.1984. Бюл.Ю.

42. Патент США 3480015 // Apparatus for collecting and cooling blood

43. Патент Дании154456 В.// Koleboks til vaccineopbevaring.

44. Лапковский А.Я. Переносной термоэлектрический охладитель // Приборы и техника эксперимента, 1984, № 1, с. 234.

45. Патент РФ 93033680 // Низкотемпературный термостат для хранения термолабильного биологического материала . 10.03.1997.

46. Патент США // Kidney preservation machine.

47. Патент РФ 2005965 // Термоконтейнер, БИ № 1, 15.01.94.

48. Патент РФ 2038549 // Устройство для замораживания биообъектов, БИ№ 18,27.06.95.

49. А.с. СССР 241754 // Низкотемпературный термостат, БИ № 14, 18.04.69.

50. Патент РФ 2098725 // Способ охлаждения объекта каскадной термоэлектрической батареей и устройство для его осуществления. 10.12.1995.

51. Патент РФ 2054608 // Переносной термостат для транспортировки и хранения биологических субстанций. 20.02.19967.

52. Цветков Ю.Н., Сулин А.Б., Кузьмина Т.Г., Передков В.А. Термоэлектрическая холодильная машина ТЭХМ-1 // Холодильная техника, 1984, № 10, с.30-33.

53. Стильбанс Л.С., Иорданишвили Е.К. Полупроводниковые термостаты для биологических исследований в космическом полете. -Космическая биология и авиакосмическая медицина, 1974, № 6 , с. 63-65.

54. Маматисаков Д. Исследование и оптимизация радиаторных систем с воздушным и воздушно-испарительным теплообменом и анализ их использования в термоэлектрических охладителях: Автореф. дис. . канд. тех. наук (05.14.08). Ашхабад, 1980. - 22 с.

55. А.с. СССР 464769 // Двухфазный термосифон 15.03.1975.

56. Sulin А.В. New approach to thermoelectric air-cooled subunit configuration // 14th Int. Conf. on Thermoelectrics, St.Petersburg, 1995, pp.453454.

57. Sawano R., Higashi L, An experimental evaluation of the thermoelectric generator with thermosyphon // 12th Int. Conf. on Thermoelectrics, yokohama, 1993, pp.471-472.

58. Патент РФ 2112908 // Термоэлектрический блок (варианты) // Сулин А.Б., Емельянов A.JL, Мощенко В.И., Назарцев А.А. Опубл. в БИ № 16. 10.06.98, с. 363.

59. Сулин А.Б. Эффективность плоского термосифона в качестве радиатора термоэлектрического теплового насоса // Всерос. НТК "Состояние и перспективы развития термоэлектрического приборостроения", Махачкала, 1995 г.

60. А.с. СССР 464769 // Термоэлектрический холодильник. 25.03.75.

61. Патент ГДР DD 278396 // Thermoelectrische Kuhlbox. 02.05.90.

62. Патент ФРГ DE 3937017 // Peltier-Kuhlbloc. 08.05.91.

63. Вердиев М.Г. Исследование термоэлектрических охлаждающих устройств, работающих с испарительными тепловыми сифонами // Автореферат Дис. канд. наук. JI. 1974 - 28 с.

64. Филин О.С. Методы повышения быстродействия комбинированных компрессионно-термоэлектрических охлаждающих систем // Теплотехнические процессы в элементах энергетических устройств. Киев, 1987, с. 62-68.

65. А.с. СССР 1339364 // Комбинированная система охлаждения. БИ №35 23.09.1987.

66. Кулиев А.З., Мирзоев А.А., Грядунов А.И., Алескеров Ф.К., Ершов Г.М. Малогабаритные термокамеры для температур от минус 50 до плюс 80 °С // Вопросы радиоэлектроники. 1976. Вып. 2. - с. 97-102.

67. Кирпач Н.С., Филин С.О. Выбор режимов работы термостата с комбинированной компрессионно-термоэлектрической системой охлаждения // Холодильная техника, 1986, №6.

68. Томашевич М.Н. Оптимизация конструкций термоэлектрических батарей и технологий их изготовления: Автореф. дис. . канд. техн. наук. Одесса, 1970, 21 с.

69. Наер В.А., Кузнецов Б.Б., Капелистый С.В. Определение оптимальных промежуточных температур в каскадных комбинированныз систекмах охлаждения//Холодильная техника, 1983, №12, с. 10-13.

70. Гарачук В.К., Томашевич М.Н., Филин С.О., Смирнов Ю.А. Снижение инерционности каскадных компрессионно-термоэлектрических охлаждающих систем // Холодильная техника и технология, 1983, в.37, с. 6677. А.с. СССР 1364836 // Система охлаждения 1988.

71. Применение холода в пищевой промышленности. Справочник / Под ред. А.В,Быкова. М.: Пищевая промышленность, 1979. - 272 с.

72. Холодильные установки / Курылев Е.С., Оносовский В.В., Румянцев Ю.Д. СПб.: Политехника, 2002. - 576 с.

73. Металловедение и термическая обработка стали. Справочник / Под ред. М. Л. Бернштейна и А. Г. Рахштадта. 2 изд., т. 1—2, М., 1961—62

74. Иорданишвили Е.К., Бабин В.П. Нестационарные процессы в термоэлектрических и термомагнитных системах преобразования энергии. -М.: Наука, 1983.-216 с.

75. Каганов М.А., Привин М.Р. Термоэлектрические тепловые насосы. Л.: Энергия, 1970. - 175 с.

76. Лобунец Ю.Н. Методы расчета и проектирования термоэлектрических преобразователей энергии. Киев, Наук, думка, 1989. -176 с.

77. Орлов B.C., Серебряный Г.Л. Термоэлектрические холодильники. -М.: Информэлектро, 1972. 81 с.

78. Термоэлектрические охладители / Под ред. А.Л. Вайнера. М.: Радио и связь, 1983. - 177 с.

79. Коленко Е.А. Термоэлектрические охлаждающие приборы. Л.: Наука, 1967. - 283 с.

80. Цветков Ю.Н., Аксенов С.С., Шульман В.М. Судовые термоэлектрические охлаждающие устройства. Л.: Судостроение, 1972. -192 с.

81. Ярышев Н.А., Светлов А.Ф., Андреева Л.Б. Динамика теплообмена камеры термостата с распределенными параметрами // Известия вузов, Приборостроение, 1988, т.31, №7, с.87-91.

82. Ярышев Н.А., Андреева Л.Б. Тепловой расчет термостатов. Л.: Энергоатомиздат, 1984. - 173 с.

83. Соломин А.В. Исследование динамики термоэлектрических устройств в системах стабилизации температуры. Автореф. дис.канд.техн.наук.-Л.: 1975.-17 с.

84. Тайц Д.А., Карпов В.Г. Расчет термоэлектрических охлаждающих термостатов со статическим регулятором температуры // Холодильная техника, 1967, №6, с. 31-33.

85. Коломоец Н.В., Грабой Л.П., Гребенкин А.С., Спокойный М.Ю. Тепловая модель малогабаритного термоэлектрического термостата // Вопр. радиоэлектрон. Сер. ТРТО, 1982, №3. с. 17-24.

86. Анатычук Л.И., Лусте О.Я., Вихор Л.Н., Мисава К., Сузуки Н. Компьютерные методы оптимизации холодильников // Термоэлектричество, №3,2002.-с. 18-27.

87. Тахистов Ф.Ю. Методика расчета термоэлектрического термостата с неизотермической камерой//Изв. вузов. Приборостроение. 2007. Т.50. № 1. с. 67-70.

88. Вялов А.П., Тахистов Ф.Ю. Программные продукты для подбора термоэлектрических охлаждающих модулей в конкретных приложениях // Термоэлектрическое охлаждение: Текст лекций / Текст лекций под общ. ред. Л.П. Булата. СПб: СПбГУНиПТ, 2002. - с. 110-116.

89. Коломоец Н.В., Грабой Л.П., Гребенкин А.С., Спокойный М.Ю. Тепловая модель малогабаритного термоэлектрического термостата // Вопр. радиоэлектрон. Сер. ТРТО, 1982, № 3. с. 17-24.

90. Тахистов Ф.Ю. Модель и методика расчета термоэлектрического термостата с неизотермической камерой // Изв. Вузов. Приборостроение, 2007. Т. 50. №2.-с. 67-70.

91. Филин С.О. Рациональная организация теплообмена в камере термоэлектрического холодильника // Термоэлектричество, № 4, 2004. с. 80-86.

92. Attey G.S. Enhanced ТЕ Refrigeration System СОР // Proceedings of the Seventeenth International Conference on Thermoelectrics. Nagoya, Japan, 1998.-p. 519-524.

93. Buist R.J. Calculation of Peltier Device Perfomance // Handbook of Thermoelectrics, edited by D.M. Rowe. New-York, CRC Press, 1995. - p. 143155.

94. Башмаков В.В. Теория и расчет радиотехнических полупроводниковых реверсивных термостатов. Автореф. дис. . канд. тех. наук. М.: 1961. - 14 с

95. Соломин А.В. Исследование динамики термоэлектрических устройств в системах стабилизации температуры: Автореф. дис. . канд. тех. наук (05.13.14). Л., 1976. - 18 с.

96. Тайц Д. А. Разработка и исследование тепловых схем термоэлектрических охлаждающих термостатов: Автореф. дис. . канд. тех. наук (194). Одесса, 1968. - 27 с.

97. Тахистов Ф.Ю. Расчет параметров термоэлектрических модулей с учетом температурных зависимостей термоэлектрических свойств // Термоэлектрики и их применения. Доклады VIII Межгосударственного семинара (ноябрь 2002 г.). СПб: ФТИ, 2002. - с. 311-316.

98. Исмаилов Т. А., Евдулов О.В., Аминов Г.И., Губа А. А. Математическая модель термоэлектрического нуль-термостата // Известия высших учебных заведений. Пищевая технология. 2007. - №4. - С.99-102.

99. Орлов B.C., Серебряный Г.Л. Исследование термоэлектрических холодильников с принудительной циркуляцией воздуха // Холодильная техника, 1971, № 5. с. 33-37.

100. Сулин А.Б. Развитие теории проектирования систем охлаждения и термостатирования на базе термоэлектрических преобразователей // Дис. д-ра техн.наук. СПб, 2000.

101. Altenkirch Е. Elektrohermische Kalteerzeugnung und reversible elektrische Heizung // Phys. Z., 1911,12, № 21.-S. 920-924/

102. Исаченко В.П., Осипова B.A., Сукомел А.С. Теплопередача. М.: Энергия, 1970. - 175с.

103. Кутателадзе С.С. Основы теории теплообмена. М.: Атомиздат, 1979, 416с.

104. Кейс В.М. Конвективный тепло- и массообмен. М.: Энергия, 1972, 448с.

105. Абдуллаев Г.В., Алескеров Ф.К., Грядунов А.И. Математическая модель теплового сопряжения плоского и объемного тепловых потоков // Докл. АН АзССР, 1983. -т. 39, №1, с.34-38.

106. Сулин А.Б., Богомолов И.Н. Основные расчетные характеристики низкотемпературной комбинированной системы термостатирования // Известия Санкт-Петербургского государственного университета низкотемпературных и пищевых технологий, 2006, №1, с.38-40.

107. Богомолов И.Н., Сулин А.Б. Обоснование тепловых режимов компрессионно-термоэлектрического криостата // Теория и практика разработки и эксплуатации пищевого оборудования, 2007, №1, с.28-33.

108. СНиПП-3-79*. «Строительная теплотехника». Приложение 3*.

109. Бродянский В.М., Фратшер В., Михалек К. Эксергетический метод и его приложения. М.: Энергоатомиздат, 1988. - 288с.

110. Шлыков Ю.П. Контактное термическое сопротивление. М. Энергия, 1977-328 с.

111. Приборы для определения коэффициента теплопроводности материалов / Л.Ф. Янкелев, А.П. Тимофеев, М.Н. Томашевич, Н.П. Красильников. Строит, материалы, 1977, №1, с. 26-27.

112. Сулин А.Б., Богомолов И.Н. Компрессионно-термоэлектрические термостаты лабораторного назначения // Изв. вузов. Приборостроение, №7, 2008, с.65-67.

113. Калнинь И.М. Перспективы развития тепловых насосов // Холодильная техника. 1994. № 1.

114. Калнинь И.М. Техника нихких температур на службе энергегики // Холодильное дело. 1996. №1.

115. Калнинь И.М. Применение тепловых насосов для нужд теплоснабжения // Энергетичес-кое строительство. 1994. № 8.

116. Редин А.А. Адаптация кондиционеров для регионов с умеренным и холодным климатом / Материалы сайта www.spinbrain.ru.

117. Изучающим основы холодильной техники / Под общей редакцией Л.Д. Акимовой. М., 1996. 144 с.

118. Каталог компании «Спинбрейн» www.spinbrain.ru

119. Каталог компании «York» www.york.ru

120. Каталог компании «Danfoss» www.danfoss.ru

121. Вайнштейн В. Д., Канторович В.И. Низкотемпературные холодильные установки. М.: изд-во "Пищевая промышленность". 1972, с. 41-51.