热电式饮料速冻机制造技术

一种热电式饮料速冻机，热电组件在贮水缸缸体上对称均匀排列，贮水缸缸体构成热电组件冷端热交换器，饮料输送管采用双管并绕形式嵌于贮水缸缸壁内，距离最近的两段饮料输送管内饮料流向相反。本发明专利技术与常规热电致冷饮料机相比，热交换效率提高２０％以上，开机后等待时间缩短９０％。运用本发明专利技术可制成供电功率２００Ｗ－８００Ｗ、饮料温度２－１７℃、制冷总效率７０－１５０％的饮料机，开机后几乎不需等待即可提供冷饮料。（*该技术在2015年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种半导体热电致冷的设备，用于迅速冷却各种饮料。传统的饮料冷却设备采用氟里昂压缩机系统，目前正在被淘汰。半导体热电致冷是以电子为工质进行致冷的技术，对环境完全无污染，无噪声，不怕振动和冲击，但制冷总效率较低，长期以来主要应用在效率无关紧要的……容量达数百瓦的产品在国内几乎是空白。现有热电致冷式饮料冷却机，如中国技术专利申请94246875.9的热电致冷饮料机，贮冷缸缸体横截面向内呈梳齿形，构成热电组件冷端热交换器翅片，饮料导管嵌于缸体内热交换器翅片之间，浸在贮冷缸内的水里，热电组件先冷却贮冷缸内的水，水再使得饮料导管冷却，在长时间停机重新开机数十分钟才能提供冷却饮料。本专利技术的目的是通过改变饮料输送管的位置，从根本上改变热交换工况，提高总致冷效率，缩短开机后等待时间，一旦开机，即能在极短时间内提供冷饮料。实现本专利技术目的热电式饮料速冷机，包含饮料输送管、贮水缸、热电组件以及散热器等部分，热电组件冷端与贮水缸缸体紧密联接，热电组件热端与散热器紧密联接，其中贮水缸构成热电组件冷端热交换器，饮料输送管嵌入贮水缸缸壁内。为进一步提高致冷效率，缩短致冷时间，饮料输送管采用双管并绕形式嵌于贮水缸缸壁内，距离最近的两饮料输送管内饮料流向相反。热电组件在贮水缸缸体上可对称均匀排列。本专利技术的热电式饮料速冻机，由于饮料输送管直接埋入冷端热交换器根部，因此可取消常规的冷端热交换器翅片，从而可将贮水缸体积缩至一半，不但降低成本，且使热交换效率提高20%以上。饮料输送管位置的改变使致冷饮料机热交换工况从根本上改变，具有比带内翅片热电式制冷机更高的效率。在一般热电式饮料机中饮料输送管与贮水缸中的水进行热交换，由于水的比热容约为金属铝的5倍，因此热时间常数很大，一般需30分钟才能将水制冷到饮料供应温度，本专利技术的饮料输送管直接与作为贮水缸缸壁的金属铝进行热交换，铝的比热容为0.21KCal/kg，热时间常数低。由于饮料输送管位于更低温区，在动态过程中更易于获得低温，因此饮料机通电后3分钟即达到饮料供应温度，几乎不必等即可提供冷饮料。由于饮料输送管采用双管并绕的办法，相邻两段并绕管子内的饮料温度之和在不同位置上均接近相等，进一步提高了致冷效率。图1为饮料速冻机整机布置图。图2A为饮料速冻机横截面示意图，图2B为饮料速冻机相应横截面上横向温度分布示意图。图3为饮料输送管在贮水缸缸壁内的分布图。图4为速冻机开机后，不同时间横向温度分布的变化示意图。 现结合附图说明本专利技术的实施状况，图1所示的生啤酒速冻机，其中热电组件2可为Bi-Te系带陶瓷板组件，如TECl-12706，热端散热器1与热电组件紧密联结，贮水缸3可采用金属铝制成，亦与热电组件2紧密联结，构成冷端热交换器。离心式风机6为加速散热用，图中各箭头所示为热端空气流线。图2A中表明不锈钢饮料输送管4嵌入贮水缸缸壁，嵌入方式可以采取两块铝板压紧或贮水缸整体浇铸。贮水缸3内贮水5，视容量不同而体积不同，此处可为101。饮料输送管4在贮水缸缸壁内排列如图3所示为双管并绕。饮料进口7联接生啤酒桶及CO2三通，饮料出口8接到排放龙头，相邻两段并绕管子内的饮料温度之和在不同位置上均接近相等，如图3中T11+T21≈T12+T22≈T13+T23…。饮料输送管可排列在贮水缸的相对两壁内，每壁可相列6-10根。图2B中T0为环境温度，TH为贮水缸内水温，X1为热电组件热端横坐标，A、B、C、D各点是由于冷饮料排出速度不同而改变X3处的温度，从而出现不同的制冷工况，对应各种工况的温度为TA-TD，对应的制冷量为θn、θ′n、θ″n、和θ″n(1)当饮料温度为TA时，饮料与环境温度之差为△T＝T0-TA，由图2B可见△T＞△T2(＝TO-TH)，可获得更低温的饮料。(2)当饮料温度为TB时，仍然有△T1＞△T2由于O点到B点间的温度梯度高，因此还有θ′n＞θn即致冷量增加。(3)当饮料温度为TC时，由于TC＝TH，θ′n＞θ′n＞θn即具有更大的致冷量。(4)饮料温度为TD(TD＞TH)时， 由于O-D间具有很高的温度梯度，此时制冷量很大，同时有部分热量进入水中，使TH升高，贮水缸内的水起着贮冷作用。上述分析表明本专利技术具有比带内翅片热电式制冷机更高的效率，而在制冷量相同时，则得到更低温的饮料。图4中，t1、t2、…t9…为开机后的不同时间，t1<t2＜…t9。t1时开机不足一分钟，此时贮水缸壁仅局部降温，饮料输送管处X3仍然保持环境温度T0。在t2时，X3处已降低了一定温度，当t5时，开机时间约为5分钟，X3处温度已接近正常工作时贮水缸中水温TH，而水要达到这个温度需要到t9时，t9≈30分钟。这表明饮料机开机后只需极短时间即可提供冷饮料。本实施例的生啤酒速冻机供电容量为300W，增强制冷时可达450W，平均制冷总效率80%，制冷温度-5～17℃连续可调，啤酒温度5～15℃，供酒量50-80升/小时。权利要求1.一种热电式饮料速冻机，包含饮料输送管、贮水缸、热电组件、以及散热器等部分，热电组件冷端与贮水缸缸体紧密联接，热电组件热端与散热器紧密联接，其特征在于(1)贮水缸构成热电组件冷端热交换器，(2)饮料输送管嵌入贮水缸缸壁内。2.如权利要求1所述的饮料速冻机，其特征在于所述饮料输送管采用双管并绕形式嵌于贮水缸缸壁内，距离最近的两段饮料输送管内饮料流向相反。3.如权利要求1或2所述的饮料速冻机，其特征在于所述热电组件在所述贮水缸缸体上对称均匀排列。全文摘要一种热电式饮料速冻机，热电组件在贮水缸缸体上对称均匀排列，贮水缸缸体构成热电组件冷端热交换器，饮料输送管采用双管并绕形式嵌于贮水缸缸壁内，距离最近的两段饮料输送管内饮料流向相反。本专利技术与常规热电致冷饮料机相比，热交换效率提高20％以上，开机后等待时间缩短90％。运用本专利技术可制成供电功率200W—800W、饮料温度2—17℃、制冷总效率70—150％的饮料机，开机后几乎不需等待即可提供冷饮料。文档编号F25D11/00GK1110395SQ9510035公开日1995年10月18日 申请日期1995年1月24日 优先权日1995年1月24日专利技术者王敬义, 肖成章, 白祖林, 何笑明, 王宇, 张伟建, 尹盛 申请人:华中理工大学本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种热电式饮料速冻机，包含饮料输送管、贮水缸、热电组件、以及散热器等部分，热电组件冷端与贮水缸缸体紧密联接，热电组件热端与散热器紧密联接，其特征在于： （１）贮水缸构成热电组件冷端热交换器， （２）饮料输送管嵌入贮水缸缸壁内。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王敬义，肖成章，白祖林，何笑明，王宇，张伟建，尹盛，
申请(专利权)人：华中理工大学，
类型：发明
国别省市：42[中国|湖北]