Таблица XI.И

две термобатареи по 80 термоэлементов. Разработан также вариант с объемом холодильной камеры 150 X 150 X 130 мм*. В ГДР выпускается автомобильный холодильник АСВ15 емкостью 15 л. При температуре окружающей среды 32° С в холодильнике поддерживается 5-8° С. Питание прибора от аккумулятора напряжением 6 В, размеры 400 X 260 X 560 мм, масса 7 кг.

Фирмой Dr. Neunmnn, Мер und Regeltechoik разработан холодильник подлокотник е.чкостью 7,3 л. Могут использоваться в транспортных лабораториях для перевозки консервированной крови, цветной кинопленки, а также для бытовых целей. Устанавливается на переднем сиденье автомобиля, может подключаться к прикуривателю. Питание от сети постоянного тока 6; 12 В н переменного 220 В, потребляемая мощность 30-40 Вт. Охлаждение ниже температуры окружающей среды на 22° С. Может быть переведен и в режим подогрева. Размеры 340 X 90 X 500 мм, масса 3,2 кг.

Холодильник для автобусов разработан фирмой Valvo (ФРГ). В приборе использованы два модуля РТ47/5. Объем холодильной камеры О л, охлаждение от 28 до 10° С при потребляемой мощности 25 Вт. При окружающей температуре 21° С потребляет 15 Вт. Температура в камере поддерживается терморегулятором, теплоотвод - водяным теплообменником с воздушным конденсатором.

Судовые холодильники. Отвод тепла от горячих спаев термобатарей забортной водой создает благоприятные условия для работы термоэлектрических холодильников. В одном из вариантов судового холодильного шкафа получены следующие параметры: при охлаждаемом объеме 170 л, токе через термобатарею 42,5 А, напряжении 3,25 В и расходе воды 300 л/ч охлаждение до (2 ± 2)°С [58]. Фирмой Westinghouse)> разработан водоохладитель с термобатареями по

432 термоэлемента в каждой. Теплоотвод производится морской водой. При температуре охлаждающей воды 29,5° С, расходе воды 680 л/ч, потребляемом токе около 18 А, холодопроизводительности 380 Вт холодильный коэффициент равен 1.

Холодильник для самолетов. В воздухоохладителе ОЧ-М, применяемом в сельскохозяйственных самолетах АН-2, вертолетах К-26 и Ми-2, холодопроизводительность 310 Вт; ток питания 25 А, напряжение 27 В.

В разработанном фирмой eTimmlns Aviation Ltd воздухоохладителе использован универсальный охладитель FrigiPak , содержащий 32 термоэлемента, теплопереход, радиатор горячих спаев, электродвигатель с вентилятором для принудительного охлаждения и блок питания. Минимальная температура на холодных спаях -25° С при температуре окружающей среды 25° С. при тепловой нагрузке 0,5 Вт охлаждение -4° С. Батарея потребляет 12,5 А при напряжении 3,4 В.

§ 6. Термоэлектрические охладители в медицине и биологии

Термоэлектрическое охлаждение используется в новых областях медицины - криотерапии и криохирургии. Разработаны термоэлектрические холодильники, успешно используемые в нейрохирургии, пластической хирургии, травматологии, патологической анатомии, офтальмологии, урологии, дерматологии и др.

, Термоэлектрический криоэкстрактор разработан для извлече-йия помутневших, хрусталиков. Конструкция прибора приведена на рис. XI.49. Термоэлектрический холодильник[23] используется

Рис. XI .49. Термоэлектрический криоэкстрактор:

1 - охлаждаемый иаконечник; 2 - корпус; 3 - термоэлемент; 4 - трубки водяного охлаждения; 5- Кожух; 6 - комбинированные наконечники для подвода воды и электричества 123].

ДЛЯ охлаждения наконечника, который примораживается к хрусталику. Ток через холодильник составляет 90 А, напряжение 1,7 В. температура наконечника от -25 до -30° С, время выхода в режим около 2 мин, вре.мя разогрева наконечника 20-25 с. Для отвода тепла от горячих спаев использована проточная вода. Гарантийный срок службы прибора 5 лет.

Аналогичные варианты приборов изготовлены за рубежом: в них температура наконечников от -15 до -20° С достигается двумя тepмoэлeнтaми-, охлаждение горячих спаев ИЮизводится также проточной водой, оттаивание наконечника происходит при пропускании переменного тока.

Разработан улучшенный вариант криоэкстрактора с двухкас, кадной термобатареей; в первом каскаде применены 30 термоэлемен]

тов длиной 2,4 мм и сечением 28,3 мм, во втором - соответственно 3,8 мм и 4,8 мм . Минимальная температура при охлаждении от 20° С составляет 238 К. При использовании прокачиваемой охлаждающей жидкосхд, предварительно охлажденной до 243 К. термобатареей достигается дополнительное охлаждение до 213 К. Потребляемая электрическая мощность составляет 50 Вт, масса прибора 250 г [40].

Применяются и криоэкстракторы без токовых проводников и шлангов, предварительно охлажденные до температуры -40 -т--50° С (зероторного типа). Тело прибора заполнено веществом, плавящимся прн низких температурах, его температура поддержи- вается на требуемом уровне за счет скрытой,теплоты плавления. Предварительное охлаждение производится двухкаскадной термо-батчреей с водяным охлаждением (рис. XI.50, XI.51) [19].

Рис. XI.50. Охладитель криоэкст-ракторов зероторного типа: / - теплоотвод проточной водой; 2 - ребра горячих спаев; 3 - ребра холодных спаев; 4-гнездо для-криоэкст-рактора; 5 - двухкаскадные термобатареи; 6 - корпус £19].

Для криохирургии предложен низкотемпературный охладитель с полупроводниковой двухкаскадной термобатареей, вмонтированной в теплоизолированном корпусе. Горячие спаи батареи охлаждаются тающим льдом. Рабочая часть прибора соединена шлангом с камерой, охлаждаемой термобатареей. Тепло от рабочей части отводится кипящим фреоном (рис. XI.52) [19]. В рабочей части прибора минимальная температура - 90° С.

Термод применяется для локального охлаждения поверхности кожи с целью исследования рефлекторных явлений н лечения кожных заболеваний [23] (рис. XI. 53). Минимальная температура рабочей поверхности прибора-37° С, максимальная 50° С, максимальный рабочий ток 30 А, расход воды 0,8 л/мин. Прибор имеет вид ручки диаметром 40 мм, длиной 150 мм и массой 400 г.

Применение локального охлаждения на 8-10 К позволяет излечивать экземы и другие кожные заболевания. Для охлаждения используются слаботочные термобатареи с питанием от аккумуляторов. Схема одного из таких приборов, разработанных в СССР [23], приведена на рис. XI.54. Здесь применен однокаскадный холодильник из 12 термоэлементов. Ток питания ЗА, напряжение 0,4 В, диаметр охлаждающей поверхности 50 мм. Аналогичные приборы разработаны за рубежом.

Холодильник для пластической хирургии применяется для охлаждения блока пересаживаемой ткани прн пластических операциях. Из-за пониженного притока крови к пересаживаемому блоку его температуру необходимо поддерживать ра 15-20. К ниже нормальной,температуры тела. Охлаждение производится длительное время (до нескольких месяцев). Охлаждающие поверхности холодильника изготовляются из листового свинца, им придается форма, обеспечивающая тепловой контакт с пересаживаемой тканью.

Вариант конструкции холодильника, разработанный в СССР, приведен на рис. XI.55. Рабочий ток термохолодильника до 40 А, напряжение до 0,65 В. Отвод тепла от горячих спаев производится проточной водой. Снижение температуры до 10-1.5° С. Диаметр прибора 40 мм, высота 25 мм, масса 20D г. Известны зарубежные .варианты такого прибора. Более совершенный

Рис. XI.51. Конструкция криоэкстрактора зероторного типа:

/ - рабочая поверхность; 2 - головка; 3 - карпус 4 раствор; S теплопроводная трубка [19].

Рис. XI.52. Охладитель для получения пониженных температур:

/ - тающий лед; 2 - камера для льда; 3 - горячие спан термобатареи; 4 - двухкаскадная термобатарея; S - холодные спан термобатареи; 6 - конденсирующая фреон камера; 7 - криоэкстрактор.

Рис. XI.53. Схема прибора для локального охлаждения: 1 - охлаждаемая поверхность; 2 - термоэлемент; 3 - токоподводы к термоэлементу; 4 - канал для охлаждающей жидкости; го?Г *°Р У< 3 эбонита; 6 - шланги; 7 ~ токонесущие провода [23].

прибор (Гипер-гипотерм) разработан в СКБ Института физики АН АзССР. Он состоит нз полупроводниковых термоэлементов, вмонтированных в резиновую основу и соединенных.коммутационными

пластинами с теплосъемниками. Тепло от горячих спаев отводится проточной водой. Для плотного прилегания к охлаждаемым участкам поверхность блока термобатареи выполнена по форме охлаждающего участка. Температура регулируется и стабилизируется в диапазоне от -15 до 50° С, потребляемая мощность 17Btj площадь охлаждаемой поверхности 20 см [3].

Термоэлектрический криошлем применяется для снижения температуры мозговой ткани и предотвращения ее гибели при кислородной недостаточности, вызванной тяжелыми травмами головы. При температуре головного мозга 26° С потребление кислорцца

8 7 6

Рис. XI.54. Микрохолодильник для лечения кожных заболеваний-

/ - теплоотвод; 2 - ребра охлаждения; 3 - клеммы; 4 - корпус из пластмассы; S, 8 - коммутационные пластины; 6 - охлаждаемая поверхность; 7 -тер моэлементы [23].

Рис. XI.55. Термоэлектрический холодильник для пластической хирургии:

/ - токоподводы; 2 - канал для воды; 3, 6 - ветви термоэлемента; 4 - накидная гайка; 5 - свинцовая охлаждающая поверхность [23].

клетками cнижaeтqя в два раза. Криошлем содержит резиновую мембрану, плотно прилегающую к голове больного; снижение температуры достигается термоэлементами, вмонтированными в криошлем. Применение регулятора позволяет поддерживать температуру в интервале от -20 до 50° С. Питание криошлема осуществляется от автомобильных аккумуляторов машины скорой помощи [48].

Термохол}дильник для церебральной гипотермии. Для уменьшения кислородного голодания мозга при хирургических операциях в ГСКБ ТФП разработан термоэлектрический холодильник Холод-2 . При температуре охлаждающей воды 296 К температура хладоносителя снижается до 273 К.холодопроизводительнрсть прибора 1,4 кВт. Расход воды 220 см/с, хладоносителя - 420 cmVc, потребляемая мощность 3 кВт. Прибор используется и для нормоте-рапии и реанимации.

Для этих же целей разработана и изготовлена серия термоэлектрических аппаратов Гипотерм [4, 5], позволяющих производить локальные охлаждения или разогрев в интервале от -20 до 50° С. Время выхода в режим Юмнн.

Микрохолодильник для нейрохирургии. Миниатюрными твердотельными охладителями (зондами) производится в нейрохирургической практике охлаждение отдельных участков головного мозга. Они вводятся в трепанационное отверстие черепной коробки для

локального охлаждения до 5° С. Холодные зонды, в частности, разработаны фирмой ((Siemens-Schuckert-Werke , которая изготовляет также охладители для сердечной диагностики, местной анестезии, стоматологической практики.

Микротомные столики. Для гистологических, патолопоанатоми-ческих, цитологических исследований используют тонкие срезы биологической ткани. Качественные срезы получаются на замороженных тканях. Для замораживания эффективно применение термоэлектрического охлаждения. В первых вариантах холодильников для микротомов использовался воздушный отвод тепла от горячих спаев. Более

Рис. XI.56. Микротомный термоэлектрический охлаждающий столик:

/ - термобатарея; 2 - штуцеры для воды; 3 - горячие коммутационные пластины с каналом для водЫ; 4 - штчфт для крепления столика; 5 - основание; 6 - корпус из эпоксидной смолы; 7 - холодные коммутационные пластины; 8 - клеммы [23].

Рис. XI.57. Термоэлектрический охладитель физиологического раствора:

/ - штуцер для раствора; 2 - теплообменник; 3 - Холодные стенки; 4 - холодные спаи батареи; 5 - электроизоляционные теплопереходы; 6 - оребрение [19].

совершенны приборы, охлаждаемые проточной водой. В варианте столика с рабочей площадью 240 мм при токе 12 А, напряжении 0,3 В, температуре охлаждающей воды 18-20°С минимальная температура охлаждения 5-10° С. Время выхода в режим до 3 мин.

Для варианта столика ТОС-П с увеличенной охлаждаемой поверхностью (40 X 40 мм) ток питания термобатареи увеличен до 35 А, оптимальное напряжение - до 0,3 В, температура охлаждения достигает -20° С. При использовании батареи из пяти последовательно включенных термоэлементов (рис. XI. 56) ток питания уменьшен до 20 А.

Варианты микротомных охлаждающих столиков разработаны за рубежом. В приборах фирмы De La Rue Frlgitor Ltd использованы термохолодильники типа FS, снижающие температуру биологических препаратов до -35°С при токе питания 15 А и напряжении 1,5 В.

Термоэлектрическое охлаждение физиологического раствора. Используется при онкологических операциях для снижения температуры физиологического раствора до -20° С. Разработан прибор с однокаскадной термобатареей (рис. XI. 57) из 52 термоэлементов