RU209363U1

RU209363U1 - Thermal stabilization device for drives

Info

Publication number: RU209363U1
Application number: RU2021123325U
Authority: RU
Inventors: Константин Валерьевич Романов; Виктор Михайлович Сандалов; Екатерина Валерьевна Фомина
Original assignee: Константин Валерьевич Романов
Priority date: 2021-08-04
Filing date: 2021-08-04
Publication date: 2022-03-15

Abstract

Полезная модель относится к автономным средствам повышения вероятности успешного запуска приводов, а также имеет вспомогательную функцию эффективного отвода тепловой энергии привода при работе и может найти применение для облегчения запуска двигателей и приводов в автомобиле- и самолетостроении, а также нефтегазодобывающей промышленности посредством использования термоэлектрического преобразования энергии.Устройство термостабилизации приводов, содержащее терморегулируемый узел, радиатор, блок термоэлектрических модулей, плату системы управления и блок суперконденсаторов, отличающееся тем, что поддержание температуры терморегулируемого узла осуществляется за счет термоэлектрического преобразования тепловой энергии в электрическую с возможностью накопления и дальнейшего использования данной энергии в устройстве.The utility model relates to autonomous means for increasing the probability of successful start-up of drives, and also has an auxiliary function of efficient removal of the heat energy of the drive during operation and can be used to facilitate starting engines and drives in the automotive and aircraft construction, as well as the oil and gas industry through the use of thermoelectric energy conversion. A device for thermal stabilization of drives, containing a temperature-controlled unit, a radiator, a block of thermoelectric modules, a control system board and a block of supercapacitors, characterized in that the temperature of the temperature-controlled unit is maintained by thermoelectric conversion of thermal energy into electrical energy with the possibility of accumulating and further using this energy in the device.

Description

Полезная модель относится к автономным средствам повышения вероятности успешного запуска приводов, а также имеет вспомогательную функцию эффективного отвода тепловой энергии привода при работе. Полезная модель, позволяет обеспечить предпусковой подогрев до рабочих режимов (температур) и вывод на режим, а в процессе эксплуатации - утилизацию тепловой энергии и может найти применение для облегчения запуска двигателей и приводов в автомобиле- и самолетостроении, а также нефтегазодобывающей промышленности посредством использования термоэлектрического преобразования энергии (Эффект Зеебека и эффект Пельтье).The utility model relates to autonomous means of increasing the probability of successful start-up of drives, and also has an auxiliary function of efficient removal of thermal energy of the drive during operation. The utility model makes it possible to provide pre-heating to operating conditions (temperatures) and bring it to the regime, and during operation - the utilization of thermal energy and can be used to facilitate starting engines and drives in the automotive and aircraft construction, as well as the oil and gas industry through the use of thermoelectric conversion energy (Seebeck effect and Peltier effect).

Из уровня техники известно автономное термоэлектрическое зарядное устройство, которое содержит батарею термоэлектрических генераторов, горячая сторона которой соединена с нагревательным элементом, а холодная сторона которой соединена с радиатором. Нагревательный элемент представляет собой горелку с системой электрического зажигания, которая соединена с емкостью для хранения газообразного топлива (например метан, пропан, бутан) посредством газовой линии на которой установлен электрический регулировочный клапан. На нагревательном элементе и на радиаторе установлены датчики температуры. Система управления реализована в виде электрической схемы собранной на плате управления к которой присоединяются электрические выводы от батареи термоэлектрических генераторов, от аккумуляторной батареи, и на которой установлены: коммутирующее устройство, преобразователь напряжения, контроллер управления, панель индикации и управления, разъем для присоединения заряжаемого устройства (RU 192304 U1 опубл. 12.09.2019).From the prior art, an autonomous thermoelectric charger is known, which contains a battery of thermoelectric generators, the hot side of which is connected to a heating element, and the cold side of which is connected to a radiator. The heating element is a burner with an electric ignition system, which is connected to a storage tank for gaseous fuel (eg methane, propane, butane) through a gas line on which an electric control valve is installed. Temperature sensors are installed on the heating element and on the radiator. The control system is implemented in the form of an electrical circuit assembled on a control board to which electrical leads are connected from a battery of thermoelectric generators, from an accumulator battery, and on which are installed: a switching device, a voltage converter, a control controller, an indication and control panel, a connector for connecting a rechargeable device ( RU 192304 U1 published on September 12, 2019).

Недостатком такого устройства является низкий коэффициент полезного действия (КПД) по причине того, что поверхность охлаждения статична и в общем случае не охлаждается активным воздушным потоком вследствие чего эффективность охлаждения снижается, и, следовательно, КПД преобразования также снижается. Кроме того, данная система с источником тепловой энергии в виде поджигаемого огнеопасного горючего может быть опасна в связи с тем, что надежность электрического клапана не позволяет полностью исключить ситуацию закрытия подачи газа вследствие чего отсутствует стопроцентная вероятность следующего безопасного запуска.The disadvantage of such a device is a low coefficient of performance (COP) due to the fact that the cooling surface is static and in general is not cooled by active air flow, as a result of which the cooling efficiency is reduced, and therefore the conversion efficiency is also reduced. In addition, this system with a source of thermal energy in the form of an ignited flammable fuel can be dangerous due to the fact that the reliability of the electric valve does not completely eliminate the situation of shutting off the gas supply, and therefore there is no one hundred percent probability of the next safe start.

Также известна автономная система предпусковой подготовки двигателя с термоэлектрическим генератором, которая состоит из корпуса цилиндрической формы, разделенной на две рабочие полости. Первая полость содержит теплообменник с направляющими завихрителями, внутри которой расположены камера сгорания с жаровой трубой и форсунка. На переднем диффузорном участке камеры сгорания располагается штифт накала, который вкручивается и пространственно ориентирован по потоку под углом 45° к оси подогревателя. Во второй полости находится крыльчатка нагнетателя воздуха с электродвигателем, за которым находится выходной канал отработавших газов с зафиксированными термоэлектрическими генераторными модулями. На внешней стороне генераторных модулей расположены радиаторы охлаждения, патрубки всасывания воздуха. На патрубках всасывания воздуха установлены защитные сетки. На наружной части корпуса расположены входные и выходные каналы охлаждающей жидкости, а также патрубок подвода топлива. На верхней части корпуса установлены электронный блок управления и повышающий преобразователь (RU 192532 U1 опубл. 23.09.2019).Also known is an autonomous engine pre-start system with a thermoelectric generator, which consists of a cylindrical body divided into two working cavities. The first cavity contains a heat exchanger with guiding swirlers, inside which there is a combustion chamber with a flame tube and a nozzle. On the front diffuser section of the combustion chamber there is a heating pin, which is screwed in and spatially oriented along the flow at an angle of 45° to the heater axis. In the second cavity there is an air blower impeller with an electric motor, behind which there is an exhaust gas outlet channel with fixed thermoelectric generator modules. On the outer side of the generator modules there are cooling radiators, air intake pipes. Protective meshes are installed on the air intake pipes. On the outer part of the housing there are inlet and outlet channels of the coolant, as well as a fuel supply pipe. An electronic control unit and a boost converter are installed on the upper part of the case (RU 192532 U1 publ. 09/23/2019).

Недостатком данной системы является низкая эффективность по причине того, что вырабатываемая термоэлектрическими генераторами мощность зависит от качественного уровня градиента температуры между охлаждаемой и нагреваемой сторонами термоэлектрических преобразователей, а в связи с тем, что радиаторы охлаждения заключены в одну конструкцию с выходным каналом отработавших газов, то через корпус, а также в воздухе, заключенным между узлами корпуса и радиаторами охлаждения происходит нагрев конвективными тепловыми потоками, что исключает получение качественного градиента температур на сторонах термоэлектрических модулей.The disadvantage of this system is low efficiency due to the fact that the power generated by thermoelectric generators depends on the quality level of the temperature gradient between the cooled and heated sides of thermoelectric converters, and due to the fact that the cooling radiators are enclosed in one design with the exhaust gas outlet channel, then through housing, as well as in the air enclosed between the housing units and cooling radiators, heating by convective heat flows occurs, which excludes the receipt of a high-quality temperature gradient on the sides of thermoelectric modules.

В качестве прототипа принята система терморегулирования топлива и моторного масла в двигателях внутреннего сгорания, содержащая термоэлектрические модули, установленные в топливной магистрали после и перед топливным фильтром, топливном баке на внешней его поверхности около заливной горловины; на днище масляного картера, а именно перед заборной трубкой масляного насоса, на торцевой поверхности термоаккумулирующей емкости, которая имеет свободную полость и полость с перегородкой, заполненной наномодифицированным материалом, например низкоплавким парафином с добавлением 0,01…0,75% от общей массы нанотрубок (Таунита, имеющего диаметр 15-40 нм и длину 2 мкм), в то же время представленный материал размещен в пространственной оболочке, имеющей пористую структуру, например поролон; также система содержит два трубопровода, в одном из которых котором расположен насос, а в другом клапан, в топливном контуре имеется топливный насос высокого давления, подкачивающий насос и центральный магистральный трубопровод. Все перечисленные термоэлектрические модули подключаются к силовому блоку, который соединен с контроллером, а контроллер через аналого-цифровой преобразователь подключен к датчикам температуры (RU 2398126 C1 опубл. 27.08.2010).As a prototype, a system for thermal control of fuel and engine oil in internal combustion engines was adopted, containing thermoelectric modules installed in the fuel line after and before the fuel filter, the fuel tank on its outer surface near the filler neck; on the bottom of the oil crankcase, namely in front of the oil pump intake pipe, on the end surface of the thermal storage tank, which has a free cavity and a cavity with a baffle filled with a nanomodified material, for example, low-melting paraffin with the addition of 0.01 ... 0.75% of the total mass of nanotubes ( Taunit, having a diameter of 15-40 nm and a length of 2 μm), at the same time, the presented material is placed in a spatial shell having a porous structure, such as foam rubber; the system also contains two pipelines, in one of which there is a pump, and in the other a valve, in the fuel circuit there is a high-pressure fuel pump, a booster pump and a central main pipeline. All the listed thermoelectric modules are connected to the power unit, which is connected to the controller, and the controller is connected to temperature sensors through an analog-to-digital converter (RU 2398126 C1 published on 27.08.2010).

К недостаткам прототипа относятся:The disadvantages of the prototype include:

1. Излишняя сложность конструкции, за счет внедрения в систему смазки.1. Excessive complexity of the design, due to the introduction into the lubrication system.

2. Снижение эффективности по причине наличия дополнительных потребителей в виде трех насосов, четырех электрических клапанов и вентилятора.2. Reduced efficiency due to the presence of additional consumers in the form of three pumps, four electric valves and a fan.

3. Значительное увеличение габаритов системы в подкапотном пространстве за счет наличия собственных трубопроводов, термоаккумулирующей емкости, насосов и клапанов. 3. A significant increase in the dimensions of the system in the engine compartment due to the presence of its own pipelines, thermal storage tank, pumps and valves.

4. Отсутствие возможности рекуперации энергии с последующим ее использованием для повышения КПД системы.4. No possibility of energy recovery with its subsequent use to increase the efficiency of the system.

Технической задачей полезной модели является повышение вероятности успешного запуска двигателя, поддержание рабочей температуры в процессе эксплуатации или останова, а также повышение КПД системы за счет рекуперации тепловой энергии в электрическую с ее последующим накоплением и использованием.The technical objective of the utility model is to increase the probability of a successful start of the engine, maintaining the operating temperature during operation or shutdown, as well as increasing the efficiency of the system due to the recovery of thermal energy into electrical energy with its subsequent accumulation and use.

Техническая задача решается за счет того, что блок термоэлектрических модулей Пельтье при помощи эластичного теплопроводящего материала, например, как номакон, одной стороной прикрепляется к картеру двигателя, а другой стороной прикрепляется на собственный радиатор охлаждения, ребрами направленный вдоль воздушного потока транспортного средства или иного приводящегося в движение механизма для эффективного теплоотвода при движении. Термоэлектрический модуль соединен с батареей суперконденсаторов, способных накапливать электрическую энергию, через силовой ключ, а также через управляемый переключатель для смены полярности батареи в зависимости от режима работы. С каждой из сторон термоэлектрического модуля находятся датчики температуры, регистрирующие текущее тепловое состояние механизма и передающие сигналы в контроллер системы управления, регулирующий положение силового ключа, а также принимающий сигналы управления пользователя.The technical problem is solved due to the fact that the block of Peltier thermoelectric modules with the help of an elastic heat-conducting material, for example, as a nomacon, is attached to the engine crankcase on one side, and on the other side is attached to its own cooling radiator, ribs directed along the air flow of the vehicle or other movement of the mechanism for efficient heat dissipation during movement. The thermoelectric module is connected to a battery of supercapacitors capable of storing electrical energy through a power switch, as well as through a controlled switch for changing the battery polarity depending on the operating mode. On each side of the thermoelectric module there are temperature sensors that register the current thermal state of the mechanism and transmit signals to the controller of the control system, which regulates the position of the power switch, and also receives user control signals.

В режиме, когда механизм длительно не используется и находится в холодном состоянии устройство при подаче команды начет прогревать температурно-зависимый участок привода, например, масляный картер, находящийся на днище двигателя внутреннего сгорания при помощи термоэлектрических преобразователей благодаря эффекту Пельтье. Энергия для подогрева используется из как из собственного источника - батареи суперконденсаторов, так и из сторонних источников, например, сети переменного или постоянного тока, подключение которой предусмотрено устройством. Кроме того, для облегчения запуска терморегулируемого агрегата, например, двигателя внутреннего сгорания, после прогрева масляного картера устройство подаст напряжение в катушку стартера для запуска двигателя при последующем запуске. За счет использования суперконденсаторов накопленная в них энергия позволяет без труда запустить двигатель внутреннего сгорания, а с учетом того, что масло в картере двигателя заранее прогрето, то вероятность успешного запуска увеличивается даже в условиях экстремально низких температур окружающей среды.In the mode when the mechanism is not used for a long time and is in a cold state, the device, when a command is given, starts to warm up the temperature-dependent section of the drive, for example, the oil sump located on the bottom of the internal combustion engine using thermoelectric converters due to the Peltier effect. The energy for heating is used both from its own source - a battery of supercapacitors, and from third-party sources, for example, an alternating or direct current network, the connection of which is provided by the device. In addition, in order to facilitate the starting of a temperature-controlled unit, such as an internal combustion engine, after the oil sump has warmed up, the device will energize the starter coil to start the engine at the next start. Due to the use of supercapacitors, the energy accumulated in them makes it possible to easily start an internal combustion engine, and given that the oil in the engine crankcase is preheated, the probability of a successful start increases even at extremely low ambient temperatures.

В режиме, когда двигатель внутреннего сгорания или иной температурозависимый агрегат находится в эксплуатации, устройство утилизирует излишнюю тепловую энергию, работая как тепловой насос. Благодаря эффекту Зеебека, термоэлектрические модули, находясь в качественном градиенте температур вырабатывают термоэлектричество, которое снимается и накапливается в суперконденсаторах для последующего использования.In the mode when the internal combustion engine or other temperature-dependent unit is in operation, the device utilizes excess heat energy, operating as a heat pump. Due to the Seebeck effect, thermoelectric modules, being in a qualitative temperature gradient, generate thermoelectricity, which is removed and accumulated in supercapacitors for subsequent use.

В режиме, когда по причине высоких температур окружающей среды не может быть получен качественный градиент температуры для полноценной работы термоэлектрических преобразователей связанный с эффектом Зеебека, система управления отдаст команду управляемому переключателю для смены полярности и подаст напряжения на термоэлектрические модули, благодаря эффекту Пельтье тем самым будет производиться охлаждение температурозависимого узла и как следствие решаться задача успешного поддержания температуры в любых технически поддерживаемых температурных диапазонах.In the mode when, due to high ambient temperatures, a high-quality temperature gradient cannot be obtained for the full operation of thermoelectric converters associated with the Seebeck effect, the control system will give a command to the controlled switch to change the polarity and apply voltage to the thermoelectric modules, due to the Peltier effect, thereby cooling of the temperature-dependent unit and, as a result, the problem of successfully maintaining the temperature in any technically supported temperature ranges is solved.

Повышение вероятности успешного запуска терморегулируемого узла, таким образом, достигается за счет того, что происходит предпусковой подогрев, например, масляного картера двигателя внутреннего сгорания посредством эффекта Пельтье. Повышение КПД достигается за счет утилизации излишней тепловой энергии терморегулируемого узла во время работы системы благодаря эффекту Зеебека. Поддержание рабочей температуры температурозависимого узла достигается за счет обоюдного действия данных эффектов. А также, при критичном уровне температуры с условием неэффективного теплоотведения тепловой энергии собственным радиатором происходит аварийный сброс контролируемой температуры за счет использования эффекта Пельтье при условии смены полярности питающего напряжения.Increasing the probability of successful start-up of the thermostatically controlled unit is thus achieved by preheating, for example, the oil sump of an internal combustion engine by means of the Peltier effect. The increase in efficiency is achieved by utilizing the excess thermal energy of the thermostatically controlled unit during system operation due to the Seebeck effect. Maintaining the operating temperature of the temperature-dependent node is achieved due to the mutual action of these effects. And also, at a critical temperature level with the condition of inefficient heat dissipation of thermal energy by its own radiator, an emergency reset of the controlled temperature occurs due to the use of the Peltier effect, subject to a change in the polarity of the supply voltage.

На фигуре представлена схема предлагаемого устройства. Устройство содержит блок термоэлектрических модулей 1, соединенный через теплопроводящий гибкий материал 2, например, номакон с одной стороны с радиатором охлаждения 3 и с другой стороны с терморегулируемым узлом 4, в котором расположен теплоноситель 5. На стенке радиатора охлаждения 3 и на внутренней поверхности терморегулируемого узла 4 находятся датчики температуры 6 и 7 соответственно, которые соединены электрически с платой системы управления 8. Блок термоэлектрических модулей 1 электрически соединен с платой системы управления 8, выпрямителем 9 и платой силовой коммутации 10. Блок суперконденсаторов 11, подключенных последовательно-параллельным образом электрически соединен с платой системы управления 8 и платой силовой коммутации 10. Также плата системы управления 8 соединена электрически с органами управления платы силовой коммутации 10. На плате системы управления 8 предусмотрен разъем для соединения по шине связи 12, а на выпрямителе предусмотрен разъем для подключения к внешней силовой сети 13.The figure shows a diagram of the proposed device. The device contains a block of thermoelectric modules 1 connected through a heat-conducting flexible material 2, for example, a nomacon, on one side with a cooling radiator 3 and on the other side with a temperature-controlled unit 4, in which the coolant 5 is located. On the wall of the cooling radiator 3 and on the inner surface of the temperature-controlled unit 4 there are temperature sensors 6 and 7, respectively, which are electrically connected to the control system board 8. The block of thermoelectric modules 1 is electrically connected to the control system board 8, the rectifier 9 and the power switching board 10. The block of supercapacitors 11 connected in series-parallel way is electrically connected to the control system board 8 and the power switching board 10. Also, the control system board 8 is electrically connected to the controls of the power switching board 10. The control system board 8 has a connector for connection via the communication bus 12, and the rectifier has a connector for connecting to an external her power network 13.

Устройство работает следующим образом. При работе терморегулируемого узла 4 в нем циркулирует теплоноситель 5, который передает тепловую энергию к нагреваемой стороне блока термоэлектрических модулей 1. С другой стороны блока термоэлектрических модулей 1 осуществляется сброс тепловой энергии на радиатор охлаждения 5. Для эффективности передачи тепловой энергии и сохранения целостности блока термоэлектрических модулей 1 с двух сторон блока используется гибкий теплопроводящий материал, например, номакон. Поскольку одна сторона блока термоэлектрических модулей 1 получает тепловую энергию, а с другой стороны осуществляется отток тепловой энергии, то на двух противоположенных сторонах блока термоэлектрических модулей 1 устанавливается определенный градиент температур, зависящий от теплового потока, проходящего через данный блок. Данный градиент измеряется датчиками температуры 6 с нагреваемой стороны и 7 с охлаждаемой стороны. Согласно эффекту Зеебека, термоэлементы, находясь в разнотемпературной среде, преобразуют честь тепловой энергии в электрическую. Появляется постоянное напряжение на выходе блока термоэлектрических генераторов 1, соединенных гальванически между собой последовательно-параллельным образом, чтобы получить наиболее качественные выходные вольтамперные показатели. Вырабатываемое напряжение с блока термоэлектрических генераторов 1 подается на входы питания платы системы управления 8, выпрямитель 9 (в данном случае напряжение на выпрямителе не задействовано) и плату силовой коммутации 10, которая, находясь в исходном состоянии, передает генерируемое напряжение на блок суперконденсаторов 11 для их зарядки. При условии сохранения качественного градиента температур на блоке термоэлектрических генераторов 1 процесс зарядки суперконденсаторов постоянен и продолжается под контролем платы системы управления 8 до тех пор, пока блок суперконденсаторов 11 не будет заряжен. В таком случае управляющие контакты платы силовой коммутации 10 разомкнутся и процесс заряда прекратится, а питание для платы системы управления 8 будет происходить от блока суперконденсаторов 11 для постоянного контроля их состояния. Существует еще один вариант использования устройства в данном режиме. Если градиент температур на блоке термоэлектрических генераторов 1 не достигнет достаточного уровня для осуществления заряда блока суперконденсаторов 11, то в таком случае, при условии достаточного заряда блока суперконденсаторов плата системы управления 8 подаст команду плате силовой коммутации 10 на переполюсовку и подачу напряжения на блок термоэлектрических модулей 1. В таких условиях, согласно эффекту Пельтье, термоэлементы, соединенные между собой и на контактах которых имеется разность потенциалов начинают генерировать разность температур на своих противоположенных сторонах своих обкладок. Причем, с учетом переполюсовки, на стороне блока термоэлектрических генераторов 1, который соединен с терморегулируемым узлом, будет происходить принудительный отток тепловой энергии, а на стороне, которая соединена с радиатором охлаждения 3 будет производиться сброс тепловой энергии. Таким образом, даже при условии недостаточного градиента температур, терморегулируемый узел будет находиться в тепловом балансе и будет выполнено условие качественного поддержания температуры.The device works as follows. During the operation of the temperature-controlled unit 4, a coolant 5 circulates in it, which transfers thermal energy to the heated side of the thermoelectric module block 1. On the other side of the thermoelectric module block 1, the thermal energy is discharged to the cooling radiator 5. For efficient transfer of heat energy and maintaining the integrity of the thermoelectric module block 1 on both sides of the block, a flexible heat-conducting material is used, for example, nomacon. Since one side of the block of thermoelectric modules 1 receives thermal energy, and on the other side the outflow of thermal energy is carried out, a certain temperature gradient is established on two opposite sides of the block of thermoelectric modules 1, depending on the heat flow passing through this block. This gradient is measured by temperature sensors 6 on the heated side and 7 on the cooled side. According to the Seebeck effect, thermoelements, being in a medium of different temperatures, convert heat energy into electrical energy. A constant voltage appears at the output of the block of thermoelectric generators 1, connected galvanically to each other in a series-parallel manner in order to obtain the highest quality output current-voltage indicators. The generated voltage from the block of thermoelectric generators 1 is supplied to the power inputs of the control system board 8, the rectifier 9 (in this case, the voltage on the rectifier is not involved) and the power switching board 10, which, being in the initial state, transmits the generated voltage to the block of supercapacitors 11 for their charging. Provided that a qualitative temperature gradient is maintained on the block of thermoelectric generators 1, the charging process of supercapacitors is constant and continues under the control of the control system board 8 until the block of supercapacitors 11 is charged. In this case, the control contacts of the power switching board 10 will open and the charging process will stop, and the power supply for the control system board 8 will come from the block of supercapacitors 11 for constant monitoring of their condition. There is another option for using the device in this mode. If the temperature gradient on the block of thermoelectric generators 1 does not reach a sufficient level to charge the block of supercapacitors 11, then in this case, provided that the block of supercapacitors is sufficiently charged, the control system board 8 will command the power switching board 10 to reverse the polarity and apply voltage to the block of thermoelectric modules 1 Under such conditions, according to the Peltier effect, thermoelements connected to each other and on the contacts of which there is a potential difference begin to generate a temperature difference on their opposite sides of their plates. Moreover, taking into account the polarity reversal, on the side of the block of thermoelectric generators 1, which is connected to the temperature-controlled unit, there will be a forced outflow of thermal energy, and on the side that is connected to the cooling radiator 3, thermal energy will be discharged. Thus, even under the condition of an insufficient temperature gradient, the temperature-controlled unit will be in thermal balance and the condition of high-quality temperature maintenance will be fulfilled.

При условии необходимости запуска терморегулируемого узла 4 в холодных условиях эксплуатации (градиент температур на блоке термоэлектрических модулей 1 отсутствует, температура ниже заданной отметки), когда необходим предварительный подогрев теплоносителя 5 команда нагрева подается от пользователя по шине связи 12 в плату системы управления 8. При условии наличия заряженного блока суперконденсаторов 11 система управления выдаст команду на замыкание силовых контактов платы силовой коммутации 10 (без переполюсовки). Напряжение с блока суперконденсаторов 11 будет подано на блок термоэлектрических модулей 1. Под воздействием эффекта Пельтье, будет происходить подогрев теплоносителя 5. Как только температура, анализируемая датчиком температуры 7, находящимся в терморегулируемом узле 4 или время подогрева достигнет своей уставки, плата управления по шине связи 12 выдаст сигнал о готовности к пуску. В данном режиме имеется еще одна вариация работы. Если блок суперконденсаторов разряжен, то запуск предварительного подогрева возможен при подключении устройства через разъем 13 к сети однофазного переменного напряжения. В таком случае через выпрямитель 9 постоянное и смодулированное до необходимого значения напряжение подается на плату системы управления 8, которая также выполняет анализ заряда блока суперконденсаторов 11 и дополнительно в процессе предпускового подогрева от внешнего источника заряжает блок суперконденсаторов 11. При достижении уставки температуры устройство по шине связи 12 просигнализирует об этом пользователю.If it is necessary to start the temperature-controlled unit 4 in cold operating conditions (there is no temperature gradient on the block of thermoelectric modules 1, the temperature is below a predetermined mark), when preheating of the coolant 5 is necessary, the heating command is sent from the user via the communication bus 12 to the control system board 8. Provided the presence of a charged block of supercapacitors 11, the control system will issue a command to close the power contacts of the power switching board 10 (without polarity reversal). The voltage from the block of supercapacitors 11 will be applied to the block of thermoelectric modules 1. Under the influence of the Peltier effect, the coolant will be heated 5. As soon as the temperature analyzed by the temperature sensor 7 located in the temperature-controlled unit 4 or the heating time reaches its setting, the control board via the communication bus 12 will signal readiness for launch. In this mode, there is another variation of the work. If the block of supercapacitors is discharged, then the start of preheating is possible by connecting the device through connector 13 to a single-phase alternating voltage network. In this case, through the rectifier 9, a constant and modulated to the required value voltage is supplied to the control system board 8, which also analyzes the charge of the supercapacitor unit 11 and additionally charges the supercapacitor unit 11 from an external source during pre-start heating. When the temperature setpoint is reached, the device via the communication bus 12 will signal this to the user.

Claims

Device for thermal stabilization of drives, containing a temperature-controlled unit, a radiator, a block of thermoelectric modules, a control system board and a block of supercapacitors, characterized in that it is made with the ability to operate in the following modes: engine crankcase heating, cooling due to the Seebeck effect with the conversion of thermal energy into electrical energy to power the supercapacitors and cooling due to the Peltier effect, moreover, the thermoelectric module is connected to a battery of supercapacitors capable of accumulating electrical energy through a power switch, as well as through a controlled switch for changing the polarity of the battery depending on the operating mode, and temperature sensors are located on each side of the thermoelectric module, registering the current thermal state of the mechanism and transmitting signals to the controller of the control system, which regulates the position of the power switch, depending on the operating mode and temperature.