CN101675718B - 热电式空调装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种具有多个热电式运行的空调元件(10)的热电式空调装置，其具有在供给电流时在其一侧形成的冷却面，以及在其与之对置的一侧形成的加热面，还具有在两侧附设的、安置在各自气流腔中的空气换热器(11，11’)以及促使气流沿同一方向流动的风机(13，13’)。为了提供简单的匹配和扩展可能性，而以下列方式建造所述空调装置的设计为空调模块(1)的单元，即，所述气流腔设计为侧向平行于流动方向地以及在其远离空调元件(10)的顶部围绕换热器(11，11’)的流道(15，15’)，所述流道(15，15’)具有进气口(14，14’)和排气口(16，16’)，其中每个流道(15，15’)的风机(13，13’)，布设在其进气口(14，14’)或者其排气口(16，16’)旁。

Description

热电式空调装置

技术领域

本发明涉及一种具有多个热电式运行的空调元件的热电式空调装置，其具有在供给电流时在其一侧形成的冷却面和在其与之对置的一侧形成的加热面，以及具有安装在两侧面上的、安置在各自气流腔中的空气换热器和促使气流沿同一方向流动的风机。 

背景技术

这种空调装置，在DE20007920U1中与用于机箱、例如装有电子设施的开关柜的通风装置组装在一起提供使用的。这种已知的、设计为顶部单元的通风装置，被设计为具有多个气流腔的扁平的、长方体状的单元，并且此外还具有包含至少一个珀耳帖元件的传热装置，所述珀耳帖元件按照所选取的电流流动方向，可以冷却或加热在一个面上流过的空气，同时，另一个面被与此相反地冷却或加热。在这个有效运行的珀耳帖传热装置前面，在流动途中安置了一个单独的具有换热器的流动腔，在所述换热器前为了输入内部的气流，又安置了径向风机。在随后空气到达珀耳帖传热装置、并且紧接着一部分借助于轴流式风机被排放到周围环境中、而另一部分作为恒温的空气被输送到开关柜中之前，所述内部的气流，在换热器中与外部的气流为了热交换而交汇。在这种构造中，珀耳帖传热装置有利地与通风装置的其他空调部件，尤其前置的换热器联合地发挥作用。整个通风装置与气流腔一起构成体积相对庞大的单元。 

在未公开的德国专利申请Nr.102006020499.9中示出的另一种具有珀耳帖元件的热电式空调装置中，在扁平、紧凑的构造上效率的提高是通过下列方式实现的，即，使流道通往多个通向换热元件的分流道，以便于利用流过的空气进行传热。 

US2006/0137359A1示出一种以多个珀耳帖元件模块来冷却或加热的热电式空调装置。在冷却面和加热面的上方，导引具有传热流体、例如液态金属的封闭回路，其中换热器也可以布设在所述回路中。在这种结构中，没有设置具有适当的冷却通道的通风装置。 

DE10218343B4示出一种用于汽车的、具有珀耳帖元件的电空调装置。其中只是珀耳帖元件的一侧遭遇在环形通道中产生的被导入汽车车厢内的气流，而另一(冷却)侧与控制单元的功率组件保持导热接触。在该第二侧因此不存在相应的冷却通道以及相关的风机装置。 

从JP2000130909中获知另一种利用珀耳帖元件进行冷却或加热的热电式空调装置。其中采用可按不同功率控制的风机。但是这些风机布设在处于珀耳帖单元上的机箱的外侧并且垂直于它们的表面地定向。 

在US6181556B1中提供了另一种具有多个热电地运行的空调元件的热电式空调装置。在这种公知的热电式空调装置中，多个珀耳帖元件被聚集在具有叶片的冷却体的一侧，并且在这些冷却体上安装风机，以便于冷却布设在印制电路板上的、并且以特别的方式与冷却装置连接的、或者由该装置改装而成的处理单元CPU或其他的半导体部件。为了冷却，此外还设有一种热耦合的电桥。利用这种结构，难于实现规定的气流。 

DE20013755U1也示出了一种热电式空调装置，也就是具有珀耳帖元件的冷却装置。其中在珀耳帖元件的加热面和冷却面上，布设具有风机的空腔，其中在加热面和相关的风机之间，布设一个将产生的热量排放到周围空气中的冷却体，并且同时在冷却面和相关的风机之间，布设另一个具有叶片的冷却体，以便于利用风机将来自冷却体的冷气，分布到待冷却的设备中。在这种装置上，也难于实现各种安装方法所规定的流动状况。 

发明内容

因此本发明所要解决的技术问题是，提供一种本文开头所述形式的热电式空调装置，所述装置可被使用者以尽可能少的费用用于各种用途，尤其可被采用用于冷却开关柜或者机箱。 

该技术问题通过按本发明的热电式空调装置加以解决。在此规定，所述气流腔设计为侧向平行于流动方向地以及在其远离空调元件的顶侧围绕换热器的流道，所述流道具有进气口和排气口，其中每个流道的风机布设在其进气口或者其排气口旁。 

这些措施以模块化的结构方式产生一种紧凑的结构，所述紧凑的结构提供了简单的应对各种要求的扩展及匹配的可能性。例如通过节省空间的、紧凑的结构形式，产生有利的、安装在具有电子内装部件的开关柜或者又较小的机箱中的可能性。除此之外，其它的应用，象例如冷却表面或者不同种类的物质也可以。除了紧凑、扁平的以及同时价格低廉的构造方式外，与传统构造方式的设备相比，还实现了高的效率和较轻的重量。温度的调节此时可以如本来已知的那样，按照相关空调元件所选取的电流方向，对流经此旁的空气进行冷却或者加热。 

结构形式的不同实施方案体现在，位于相关的换热器侧旁的两个风机，是集成在空调模块的同一侧还是在相对置的两侧。 

扁平、紧凑的结构以及高效率得益于，两个风机被构建为径向风机，其径向端的通流孔朝向各自的换热器，并且其轴向端的通流孔，垂直于空调元件的扁平面地定向，同时径向端的通流孔布设在各自换热器的侧旁，或者风机被构建为轴流式风机，并且各流道在它所朝向相关轴流式风机的区域，具有指向径向风机轴线方向的定向部件。 

其他不同的结构方案在于，两个风机相对于所属的流道而言，都设计为吹风机，都设计为抽风机，还是一个被设计抽风机、而另一个被设计为吹风机。 

对于作用方式和变化多端的布局可能性而言有利的其它的扩展设计在于，在一侧与冷却面对应配设的流道，以及在另一侧与加热面对应配设的流道，被空气逆流或者顺流地流过。 

对于尽可能高的效率有利的结构来自于：换热器具有垂直于冷却面或者加热面、并且平行于通过相关流道的气流定向的叶片。 

例如用于开关柜，或者用于具有产生高损耗功率的耗能器的较大的机箱的空调功率，可以通过下列方式有利地得以提高，即，空调装置的被构建为空调模块的单元，在外围边缘区域的至少一个边缘部段上，设有连接装置，通过所述连接装置，可连接具有对应结构的、互补的连接装置的另一个空调模块。通过使每个空调模块在一个边缘部段上具有连接装置，而在另一个边缘部段上具有互补的连接装置的方式，实现可靠的连接。 

通过使每个空调模块在一个边缘部段上具有连接装置，而在另一个边缘部段上具有互补的连接装置，获得有利的扩展可能性。空调模块的外轮廓可以是不同的，但是在俯视方向上被有利地实施为矩形的或者正方形的，从而例如利用在空调模块的相对置的两侧布设在较窄的边缘部段上的连接 装置以及互补的连接装置，通过其他空调元件的顺序排列达到简单的扩展可能性，并进而达到空调功率的串联和缩放。 

使连接装置具有机械的连接件和电连接部件的措施，以及此外使电连接部件具有至少一个用于电连接信号线和/或馈电线的插头/连接器单元的措施，有助于多个空调模块的简单的可组合的联接。 

其中不同的构造方案体现在，所述机械的连接件具有插接式的，卡锁式的，螺纹式的和/或磁性的连接元件。 

存在具有控制模块的控制装置，所述控制装置与一个或者一组空调模块电连接或者可电连接，并且被构建成，使得一个空调模块和/或多个空调模块，可结合不同的空调功率地被控制或调节，由此有助于空调装置的结构和运行。 

下列特征也对不同的使用和操作可能性有利，即，将控制单元构建成，使得不同的空调功率，可通过对风机的不同的控制，和/或通过对供给空调元件的电流的不同的控制，被加以控制或调节。 

如果设定，空调模块借助于控制装置，可彼此各不相同地被控制，则产生另一种有利的温度调节的控制可能性。 

下列措施有助于高效地调节温度，即，所述控制装置用于控制具有不同电功率的风机以及控制具有不同电功率的空调元件，以便于满足各种空调功率需求，并且使对风机的控制和对空调元件的控制，相互协调一致，从而在相应的空调功率情况下，使得用于控制风机和用于控制空调元件的电功率的总需求最小。其中这种构造的有利之处在于，控制装置具有至少一个被构建为微型控制器的控制单元，在所述控制单元中，储存了依据空调功率需求获得的传感器信号、用于控制风机和空调元件的信号的程序。 

此外，对各种要求的适应性，还有利地体现在，存在具有至少一个供电模块的供电装置，所述供电模块被设计用于，有选择地为单个空调模块或者一组空调模块供电。 

其中，一种有利的结构通过下列方式产生，即，控制装置具有至少一个带有壳体的控制模块，并且所述控制模块和/或供电模块同样设计有用于电地和/或机械地连接一个或多个空调模块的连接装置。 

一种对于功能和使用有利的结构是，空调模块具有包括壳体上部和壳体下部的壳体，并且空调元件、换热器和风机布设和固定在所述壳体下部 中。 

一种有利的构造，是通过将流道布设在壳体下部中而产生的。 

其中，下列措施对于制造、功能和使用性是有利的，即，壳体下部被实施为长方体状的，并且在其底面上设有可拆卸地安装的壳体底部，而且在其与之对置的顶面上，用壳体上部覆盖，在所述壳体底部中，布设进气口以及与该进气口通过(或许包括多个分流道的)流道保持连通的排气口，并在壳体上部中，布设另一个进气口以及与该进气口通过另一条(或许包括多个分流道的)流道保持连通的另一个排气口。 

其中，一种具有良好操纵性的紧凑的结构有利地体现在，壳体上部向外在顶面上呈罩壳状地突出，并且在纵向截面上呈梯形地或向外凸拱地成型，并且在壳体上部的中间部段与壳体下部的与之面对的上部区域的隔板之间，形成容纳腔，在所述容纳腔中安置供电装置，尤其电源部分。 

为了使有利地进行制造以及流道的匹配能与输送空气和调节温度的其他元件协调一致，优选在壳体下部中装入一个外形呈长方体状的壳体内置件，流道设计在所述壳体内置件中，其中壳体内置件例如由耐温度变化的、坚固的塑料材料制成。 

此外，下列措施对于紧凑的、具良好操作性的结构有利，即，壳体内置件相对于壳体下部而言，在其纵向上缩短，并且在壳体内置件较窄的外侧面和壳体下部与之面对的较窄的内侧面之间，安装控制单元。 

通过在壳体上部的上盖板中，装入光学显示装置而获得其它有利于功能和应用的优点。 

附图说明

接下来根据具体实施例参照附图，对本发明加以详细说明。附图中： 

图1以简略纵向剖视图示出了安装在开关柜壁板中的空调模块， 

图2示出了按照图1的空调模块的立体图， 

图3以简略纵向剖视图示出了用于空调模块的另一个实施例， 

图4以简略纵向剖视图示出了用于安装在开关柜壁板中的空调模块的另一个实施例， 

图5示出了按照图4的空调模块的立体图， 

图6示出了多个组装成一个单元的空调模块的示意图， 

图7示出了多个组装成一个单元的空调模块以及对应配设的供电模块的俯视示意图。 

图8示出了多个可组装成一个单元的空调模块，控制模块以及供电模块的示意图， 

图9示出了具有连接装置的多个组装成一个单元的空调模块的示意图， 

图10示出了安置在机箱壁板上的空调模块的不同设计的纵向剖面示意图， 

图11以立体图示出了按照图10的空调模块的另一种实施形式的纵向剖面， 

图12A和图12B示出了按照图11的空调模块的仰视和俯视立体图， 

图13A至图13G示出了按照图11的空调模块的不同视图，亦即俯视图，纵向剖面图，左视图和沿剖面B-B和C-C的两个剖视图以及侧视图， 

图14示出了按照图11的空调模块的拆分立体图， 

图15以立体图示出了空调模块安装在机箱上的状态， 

图16示出了按照图15的带有装入的空调模块的机箱，在打开门时，看向壳体内侧的立体图， 

图17示出了包括壳体上部也安装在机箱中的空调模块的立体图，以及 

图18示出了用于空调装置的控制装置的示意框图。 

具体实施方式

图1示出了嵌装在开关柜2的后壁板2.1中的热电式空调装置的空调模块1。所述空调模块1的一部分，布设在开关柜2的由一侧的侧壁板2.2为界的内腔2.3的内部，而另一部分则处于开关柜2的室外2.4中。利用空调模块1的朝向内腔2.3的部分，对开关柜2的室内空气进行空气调节，以便于冷却例如因为电气部件的损耗热而变热的室内空气并且维持在某个温度水平上。如果室内温度太低，也可以利用空调模块1，通过变换电流方向促使室内空气变热。空调模块1，也可以类似地安装在较小的内腔，象例如机箱中，并且还可以将空调模块1与待冷却的表面或者其它类型的材料相组合地使用。 

空调模块1优选具有多个热电式元件，尤其以众所周知的方式，在电流通过时，在其一个平面上制冷，而在其另一个平面上制热的珀耳帖元件 10。通过电流方向的反向变化，可以使冷却面和加热面互换。 

在空调元件10的冷却面和加热面上，敷设具有垂直于各自的表面的叶片的换热器11或11’，在图1(以及还在图3，图4，与6)中因为要显示叶片形状的关系，被表示成垂直于图纸平面，但是实际上是平行于以箭号表示的、穿过换热器11或11’输送的空气的流动方向布设的。换热器11或11’借助于叶片，在空调元件10的相关的面之间，以高效率产生热交换，尤其如果换热器11，11’由具有良好导热能力的材料如铝或铜组成的话。 

换热器11，11’分别在其被空调元件10的冷却面或加热面覆盖的一侧，以及在与穿过叶片流动的空气的流动方向平行地延伸的两侧，用各自的流道护盖12，12’以及侧向的壁板部段以较小的间距包围，使得能构成各自的流道15，15’，所述流道15，15’极为有效地引导空气沿叶片表面流过换热器11，11’，其中所述流道平行于空调元件10的冷却或加热面地延伸，并且在垂直于空调元件10的冷却或加热面的、而且横向于流动方向定向的平面上，在其一侧具有进气口14或14’，而在其与之远离的端侧具有排气口16，16’。在流道15，15’的进气侧，分别安置风机13或13’，利用所述风机13或13’，空气被吹送通过各自的具有换热器11或11’的流道15，15’，所述空气在从排气口16，16’流出以后，一部分被恒温地排放到开关柜的内腔2.3中，而另一部分则被输送到室外2.4中。风机13，13’例如被设计为径向风机，它轴向地抽入空气并且通过径向端的、将风机密封地连接到流道15，15’上的孔，将空气吹入流道中。以此方式，使开关柜2的内腔2.3中的待调节的空气，高效地达到所需的温度。此外，通过这种结构，还严生一种紧凑的、相对扁平的结构形式。 

如图2所示，风机13或13’借助于各自的流道部段17，17’连接到流道15，15’上。在排气口16，16’旁，也设计了类似的流道部段，其中空气可以通过排气侧的流道部段，例如垂直于在流道15或15’中占优势的流动方向地被排出，在进气侧，空气垂直于流道中的流动方向，进入相关的风机13，13’中，这种情况也正好相反。 

在按照图1和图2的实施例中，在一侧与空调元件10的冷却面对应配设的风机和在另一侧与加热面对应配设的风机，被布设在流道15或15’的相对置的两侧，并且流动方向也因为风机13，13’的各自吹气输出到两个换热器11，11’中的缘故而相反，如流动箭号所示。 

在图3所示出的空调模块1的实施例中，同样应用了这种逆流原则。与按照图1和图2的实施例不同，与开关柜内腔对应配设的这个风机，被设计为吹风的径向风机，而另一个对应配设给室外2.4的风机13’，被实施为抽风的径向风机，其中空气通过风机径向端的孔，被抽吸通过进气口14’和流道15’以及排气口16’，并且通过风机13’被轴向地向外输送。 

在图4和图5中示出的例如被嵌装在开关柜2后壁板中的空调模块1的实施例中，空调元件10的冷却或加热面的两个风机13，13’，同样在空调模块1的同一侧与各自的流道15，15’连接。此时两个风机13，13’又被实施为优选为径向风机的吹风机，从而获得如在图4中画出的流动箭号所示的、按照顺流原则工作的空调模块1的结构。因为吹风机布设在空调模块1的同一侧，因此得出比按照图1的实施例更紧凑的结构形式，但是效率通常比在逆流原则时小，在所述逆流原则时，在整个横向距离上存在恒定不变的温度分布。 

图6示出了将多个空调模块1组合在一起的可能性，其中风机13，13’例如被布设在由多个空调模块1组成的组合式单元的一侧，并且达到通过沿流动方向顺序排列的空调模块1的流动。为了使空调模块1尽可能紧密地顺序连接，此时可以去除彼此邻接的空调模块1的流道部段17，17’。为了促进尤其在狭长流道中的空气流动，可以在流道的一端布设吹风机，在同一流道的另一端布设抽风机。 

为了便于建立耦合连接，在空调模块1的相关的一侧设计具有机械连接元件21，21’和/或电连接部件22，23的连接装置20，20’，其中一个空调模块1上的机械连接元件21和电连接部件22，被设计为与另一个空调模块1上的机械连接元件21’和电连接部件23互补。以此方式，使顺序排列的空调模块1在可靠地电连接的同时，达到牢靠的机械连接。连接装置20，20’可以有利地安置在支承部段或者机架25，25’的某一部分上，也如图9所示。以如在图6中所示的类似的方法，还可以将连接装置附加地或者单独地构建在空调模块的平行于流动方向延伸的一侧，以此使空调模块1可以垂直于流动方向顺序排列，也就是说，存在多个平行的流道。其中流道部段17，17’和/或风机13，13’的便于拆装，有助于简单地扩展，同时，如果这些空调模块1沿流动方向顺序排列，风机也可以选择性地被连接到由多个空调模块1构成的空调单元的相对置侧。在空调模块1垂直于流动方向顺序排 列时，连接到此端的空调模块1的风机13，13’可以保持不变，并且被并排地布置。利用空调模块的这种顺序排列，产生各种适应不同空调功率要求的可能性，其中也给出了例如在通过安装或者更换待冷却部件而改变要求时的事后简单的扩展可能性。 

此外，空调装置可以配备一个或者多个电源部分，所述电源部分可以以供电模块30，30’的形式简单地连接到一个空调模块1或者一组空调模块1上，如图7所示。其中有利地使供电模块30，30’同样设有用于机械地和/或电地连接的连接装置20，20’，如前面结合空调模块1的连接所说明的并且在图8中示意性地示出的那样。 

为了对温度调节加以控制或调整，此外还设有控制装置40。所述控制装置40有利地具有至少一个控制模块，所述控制模块被设计用于控制各不相同的多个空调模块1，例如也可以只控制一个空调元件，而且还可以为此具有监控装置。所述控制模块为了便于与各种性能和要求协调一致而具有可编程的微型控制器，并且此外还可以配设AC/DC变流器以及其他必需的电控制部件。控制装置40此时可以例如通过对风机13，13’和/或空调元件的电流包括其接通或断开的各种控制，对空调功率加以控制或调整。以此可以广泛地、有针对性地对温度调节加以控制或调整。 

图9示范性地示出了一些机械的连接元件21，21’，象例如螺纹连接，具有布设在两个组合在一起的空调模块1或者供电模块30，30’或者控制模块40上的磁性元件或者具有卡钩的磁性连接。也可以是无螺纹的卡锁连接。此外，电连接部件22，23被有利地构建为插头/连接器单元。还可以设计一种包含多个或许与供电模块30，30’和/或控制模块40组合在一起的组合式空调模块1的机架25。 

图10示出具有安装在机箱壁板、例如后壁板2.1外的空调模块1的空调装置的另一个实施例的纵向剖面示意图，其中在模块壳体5的内部，即在其壳体下部6中，布设了具有例如至少一个珀耳帖元件10的热电式元件装置，所述珀耳帖元件10的一侧(例如冷却面)朝向后壁板2.1，而其另一侧(例如加热面)远离后壁板2.1。在后壁板2.1中相当于空调模块1的进气口14和排气口16地，开设了定位开口(或者一个公用的较大的开口)，通过所述开口，沿珀耳帖元件10流动的空气，从机箱2内部被导出，并且紧接着又被冷却地导入机箱中，如借助于布设在排气口16附近的风机13 所产生的气流L所示出的那样。因为删除了被气流L通过的、位于珀耳帖元件10两侧的换热器，而使图面更加清楚。沿珀耳帖元件10的远离后壁板2.1的一侧流动的气流L，也通过相关的进气口14’进入，并且经过排气口16’附近的风机13’排出，其中进气口14’和排气口16’被构建在向上向外表面方向突出的壳体上部7的两个端部区域上。 

远离后壁板2.1向上拱起的壳体上部的中间区域，覆盖了一个间隙，所述间隙被构建在壳体下部6的上面区域中的隔板8和壳体上部7的内侧面之间，并且容纳供给能量的电源部分42。此外，在位于隔板8和壳体上部7的顶板之间的空腔中，布设例如具有发光二极管或者可控制的字母数字符号的光学显示装置43。在壳体下部6朝其窄长侧壁方向的一侧，形成一个容纳腔，具有微型控制器的控制单元41被放置到所述容纳腔中。这个用于控制装置40的控制单元41的容纳腔，此时被构建在(在图14中清楚地示出的)壳体内置件9和壳体下部6的窄长侧壁板的内侧面之间。 

在图10中示意性地示出的空调模块1，在图11至图14再次给出了其详细的设计结构。如从在图11中示出的纵向剖面图中看出的那样，在壳体下部6中，位于壳体内置件9中的冷却通道15，15’，借助于具有局部变窄以及局部变宽的通流截面的弯曲的通道构成，从而使从珀耳帖元件10、尤其从传热良好地安装在珀耳帖元件10上的片式换热器11，11’旁流过的空气，无阻碍地流动，并且高效地调节温度。 

在此处，珀耳帖元件10被布设在一个或多个平行于壳体下部6的侧壁板地延伸的平面中，其中叶片垂直于壳体下部6的侧壁板并且同时平行于壳体下部6的底部28地一部分突出在珀耳帖元件10的加热面上，而另一部分突出在珀耳帖元件10的冷却面上。在珀耳帖元件10的区域，此处同样平行于壳体下部6的侧面定向的冷却流道15，15’的隔板，布设在其平面中，从而在珀耳帖元件10的区域产生一种具有平行于壳体下部6侧壁板地布设的通道层的分层的冷却通道结构，如在图11中看出的那样。其中，珀耳帖元件基本上沿壳体下部6或者嵌入其中的壳体内置件9的整个高度地布设在沿模块壳体5的纵向延伸的中间横向平面区域。在此情况下如果使相对于壳体下部6的侧壁板平行的、彼此间隔距离的珀耳帖元件10，以物理上相同的侧面(例如热/热或冷/冷)相互面对的话，则位于两个平行地间隔距离的珀耳帖元件10之间的间隙，形成了相关的流道宽度，此时安置在 珀耳帖元件10的相面对侧的、以其自由的一端彼此相对地定向的换热器11或11’的叶片，为了尽可能有效地与流过的空气进行热交换，而尽可能紧密地互相邻接。流道15，15’的这种分层的结构，只需存在于具有换热器11，11’的珀耳帖元件10的区域，而在进气口14，14’和排气口16，16’区域的流道15，15’，可以在壳体下部6或者嵌入其中的壳体内置件9的整个宽度上延伸，并且为冷却面对应配设(例如输往开关柜内部)的和为加热面对应配设(例如向外输送)的流道15，15’，设计有垂直于壳体下部6的侧壁板延伸的壁板部分。 

图11还示出了布设在排气口16，16’附近的、在此实施例中被构建为轴流式风机的风机13，13’。其中为向外输送的流道15’对应配设的风机13’，以风机轴线相对于长方体状的模块壳体5的窄长纵侧面倾斜地定向以及安装在壳体内置件9的对应成型的凹槽中，并且在那儿例如借助于卡槽固定。风机轴线倾斜于狭长侧壁板(并且平行于较长的侧壁板)的定向，实现了与该区域中气流通道15’的方向一致，从而使流道的至少一个主要部件沿风机轴线方向定向，并且以尽可能小的风机功率，获得尽可能均匀、尽可能无阻碍的、具有高空气流量的空气的流动，由此使用于控制风机的能量需求最少，并且同时还使产生的噪声尽可能地小。如图11所示，垂直于壳体下部的侧壁板延伸的部分，也相对于模块壳体较窄的侧壁板倾斜地定向，并大致如风机轴线般地倾斜。流道15’的进气侧的部分，也相应地朝向进气口14’的方向定向。 

与机箱或开关柜内部连通的流道15，也类似地成型，但是此时要考虑开关柜2或者机箱的内部空间。布设在流道15的排气口16区域的风机，因为壳体下部6或者壳体内置件9的扁平的底面，出于安装方面的原因，当然以其轴线垂直于壳体下部6的底部28地布置，但是此时通过流道15的、与壳体下部6较窄侧面倾斜地定向的流道壁，也为排气区域的流道15，形成一个沿风机轴线方向的基本通流部件，并且此时即使在风机13具有相对较小的电功率需求时，也能实现高的空气流量。流道15，15’在珀耳帖元件10的周围具有加宽的区域、而在之前和之后具有变窄的区域的这种结构，通过气流的转向，兼具紧凑的结构和高效的温度调节性。 

如图11至图14进一步所示的那样，进气口14，14’以及排气口16，16’，为了挡住来自流动途中较粗的杂质，分别配备了通气格栅27。只要在特定 的使用条件下需要，就可以附加地将或多或少的粗滤垫，尤其应用在通气格栅27的区域内。在罩壳状的壳体上部7区域，通气格栅27或许可以与风机滤垫组合地布设在可分离地取出的、卡锁式的内置件26中，以便于更换。纵向剖面基本呈梯形的、或者可能凸出地向外拱起的壳体上部7，此时在两端的端部区域具有构成梯形斜侧面的内置件26，在所述斜侧面中，还布设了相关的进气口14’以及或许具有对应配设的风机13’的排气口16’。 

具有壳体下部6、壳体上部7、隔板8、风机13、13’的模块壳体5的上述构造，以及流道15、15’以及进气口14、14’和排气口16、16’的构造，在按照图13A至13G的视图中也可清楚地看出。 

具有壳体下部6、壳体上部7以及包含对应配设的风机13，13’的壳体内置件9的模块壳体5的构造，在图14中详细地示出，其中还示出了风机13，13’的的嵌入附件、具有各自的通气格栅27以及或许存在滤垫27.1的进气口14，14’和排气口16，16’，以及壳体上部7的内置件26。还可以清楚地看出就壳体下部6的侧壁板而言、设计在壳体内置件9中的流道15，15’的分层的结构，其中流道15沿横向被布设在中间区域，以及流道15’的两个部段(相当于对应配设的珀耳帖元件10的外侧)被布设在侧向邻接的区域。此外，在壳体下部6的主要部件和壳体上部7之间布设密封件。壳体内置件9有利地由耐热的塑料制成，而壳体下部6例如由金属制成，以及壳体上部7同样由塑料制成。壳体下部6具有横截面呈U状的、具有底部28和侧壁板的下部分，而壳体下部6的上部分，具有包含对应于进气口14’和排气口16’的开口的隔板8，以及长方体状的壳体下部6的两个较窄的侧壁板。 

如从图15中看出的那样，空调模块1可以以其底部28直接安置在例如机箱2的后壁板2.1的外侧，其中在后壁板2.1中，开设了对应于进气口14和排气口16的开口。在这种实施方式中，机箱2的内腔可以尽可能充分地供内置件使用，亦如图16所示。 

在按照图17的实施例中，相反地将空调模块1包括壳体上部7，借助于后壁板2.1中对应设计的开口，从外侧移入机箱2的内腔中。因此，按照根据图10至图17的实施例的空调装置，也适合安装在机箱或开关柜上，或者装入机箱或开关柜中。此时多个这样的风机，为了获得不同的空调功率，可以以其纵向侧面平行地并排地排列。 

图18示出了用于空调模块1或者多个空调模块的组装体的控制装置40的实施例。所述控制装置可以具有例如以上述方法构建的、布设在壳体上部7的内侧以及隔板8的上表面之间的控制单元，和/或布设在壳体内置件9较窄的侧面和壳体下部6较窄的侧面之间的控制单元41，其中所述控制单元41有利地具有可编程的微型控制器。在所述微型控制器中，储存了用于控制空调模块1以及用于控制风机13，13’和珀耳帖元件10的程序。依据由传感器装置44提供的传感器信号，尤指温度信号、湿度、待冷却空间的容积以及诸如此类的信号进行所述控制。此外，可以在控制单元41的存储器或者对应设计的微型控制器41中，储存带有调节参数的、在程序中按照预定的规则计算出的表格。风机13，13’以及珀耳帖元件10的电能供给，优选借助于布设在壳体上部7和隔板8之间的空腔中的电源部分42实现。其中，在通常情况下设定某个例如24V的供给电压，可以通过对珀耳帖元件10以及风机13，13’的优化控制，也可以依据环境参数或者传感器信号，尽可能高效能地对所需的空调功率、冷却或者加热功率加以控制或调节。为此在控制单元中，使风机13，13’和珀耳帖元件10的控制特性相互关联，并给这些元件选择一种能量最优化的控制。其中假设，珀耳帖元件10在特定的电流控制范围，可以在热的一面和冷的一面之间形成最大的温差，并且将风机设计成，使得风机的体积流量，能依照电流、与珀耳帖元件的特性和与之协调的流道的几何形状相协调地产生一个最佳值。 

Claims (22)

1.一种具有多个热电式运行的空调元件(10)的热电式空调装置，该空调元件具有在供给电流时在其一侧形成的冷却面，以及在其相对置的一侧形成的加热面，所述热电式空调装置还具有在所述空调元件两侧附设的、安置在各自气流腔中的空气换热器(11，11’)以及促使气流沿同一方向流动的风机(13，13’)，其中，所述空调装置的设计为空调模块(1)的单元以下列方式建造，即，所述气流腔设计为沿流动方向侧向地以及在其远离空调元件(10)的一侧围绕换热器(11，11’)的流道(15，15’)，所述流道(15，15’)具有进气口(14，14’)和排气口(16，16’)，其中每个流道(15，15’)的风机(13，13’)，布设在其进气口(14，14’)或者其排气口(16，16’)旁，其特征在于，

所述空调模块(1)具有包括壳体下部(6)和壳体上部(7)的壳体(5)，

所述空调元件(10)、所述换热器(11，11’)和所述风机(13，13’)被布设和固定在壳体下部(6)中，并且所述流道(15，15’)也布设在壳体下部(6)中，

所述壳体下部(6)设计为长方体状的，带有侧壁板，并且在其底面上设有可拆卸地安装的壳体底部(28)，而且在其相对置的顶面上，用壳体上部(7)覆盖，

在所述壳体底部(28)中，布设进气口(14)以及与该进气口(14)通过流道(15)连通的排气口(16)，

并在壳体上部(7)中，布设另一个进气口(14’)以及与该进气口(14’)通过另一条流道(15’)连通的另一个排气口(16’)，

所述空调元件(10)被布设在一个或多个平行于壳体下部(6)的侧壁板地延伸的平面中，其中，所述换热器(11，11’)的叶片垂直于壳体下部(6)的侧壁板并且同时平行于壳体下部(6)的底部(28)地一方面突出在所述空调元件(10)的加热面上，而另一方面突出在所述空调元件(10)的冷却面上。

2.按照权利要求1所述的空调装置，其特征在于，位于各自相关的换热器(11，11’)侧旁的两个风机(13，13’)，被集成在空调模块(1)的同一侧或者相对置的两侧。

3.按照上述权利要求中任一项所述的空调装置，其特征在于，两个风机(13，13’)设计为径向风机，所述径向风机的径向端的风口朝向各自的换热器(11，11’)，而其轴向端的风口垂直于所述空调元件(10)的扁平面地定向，或者将所述风机(13，13’)设计为轴流式风机，并且每个流道(11，11’)在其朝向相关的轴流式风机的区域里，具有指向风机轴线方向的定向部件。

4.按照权利要求1或2所述的空调装置，其特征在于，两个风机(13，13’)相对于所属流道(15，15’)而言，都设计为吹风机，或者都设计为抽风机，或者一个被设计抽风机，而另一个被设计为吹风机。

5.按照权利要求1或2所述的空调装置，其特征在于，在一侧与所述冷却面对应配设的流道，以及在另一侧与所述加热面对应配设的流道，被空气逆流或者顺流地流过。

6.按照权利要求1所述的空调装置，其特征在于，所述空调模块(1)在外围边缘区域的至少一个边缘部段上，设有连接装置(20)，通过该连接装置(20)，可连接对应设计的、具有互补的连接装置(20’)的其他空调模块(1)。

7.按照权利要求1所述的空调装置，其特征在于，每个空调模块(1)在边缘部段上具有连接装置(20)，而在不同的边缘部段上具有互补的连接装置(20’)。

8.按照权利要求6或7所述的空调装置，其特征在于，所述连接装置(20)具有机械的连接元件(21，21’)和电连接部件(22，23)。

9.按照权利要求8所述的空调装置，其特征在于，所述电连接部件(22，23)具有至少一个用于电连接信号线和/或馈电线的插头单元或联接器单元。

10.按照权利要求8所述的空调装置，其特征在于，所述机械的连接元件(21，21’)具有插接式、卡锁式、螺纹式和/或磁性的连接件。

11.按照权利要求1所述的空调装置，其特征在于，存在控制装置，所述控制装置与一个或一组空调模块(1)电连接或者可电连接，并且设计成，使得一个空调模块(1)和/或多个空调模块(1)可配备不同的空调功率加以控制或调节。

12.按照权利要求11所述的空调装置，其特征在于，将所述控制装置设计为，使得通过对风机(13，13’)的不同的控制和/或对供给空调元件(10)的电流的不同的控制，可控制或调节不同的空调功率。

13.按照权利要求11或12所述的空调装置，其特征在于，所述空调模块(1)借助于所述控制装置，可彼此不同地控制。

14.按照权利要求11或12所述的空调装置，其特征在于，所述控制装置用于控制具有不同电功率的风机(13，13’)以及控制具有不同电功率的空调元件(10)，以便于满足不同的空调功率需求，并且使对风机(13，13’)的控制和对空调元件(10)的控制，相互协调一致，从而在相应的空调功率情况下，使得用于控制风机(13，13’)和用于控制空调元件(10)的电功率的总需求最小。

15.按照权利要求11或12所述的空调装置，其特征在于，所述控制装置具有至少一个设计为微型控制器的控制单元(41)，在所述控制单元(41)中，储存了依据空调功率需求获得的传感器信号、用于控制风机(13，13’)和空调元件(10)的信号的程序。

16.按照权利要求11或12所述的空调装置，其特征在于，存在具有至少一个供电模块(30，30’)的供电装置，所述供电模块(30，30’)用于，选择性地给单个空调模块(1)或一组空调模块(1)供电。

17.按照权利要求16所述的空调装置，其特征在于，所述控制装置具有至少一个带有壳体的控制模块(40)，并且所述控制模块(40)和/或供电模块(30，30’)同样设有用于电地和/或机械地与一个或多个空调模块(1)连接的连接装置(20)。

18.按照权利要求1所述的空调装置，其特征在于，所述壳体上部(7)向外在顶面上呈罩壳状地突出，并且在纵向截面上呈梯形地或向外凸拱地成型，以及在壳体上部(7)的中间部段与壳体下部的上部区域上的隔板(8)之间形成容纳腔，在所述容纳腔中安置供电装置。

19.按照权利要求18所述的空调装置，其特征在于，所述供电装置是电源部分(42)。

20.按照权利要求1所述的空调装置，其特征在于，所述在壳体下部(6)中装入外轮廓呈长方体状的壳体内置件(9)，所述流道(15，15’)设计在所述壳体内置件(9)中。

21.按照权利要求20所述的空调装置，其特征在于，所述壳体内置件(9)相对于所述壳体下部(6)而言，在其纵向上缩短，并且在壳体内置件(9)较窄的外侧面与壳体下部(6)的与之面对的较窄的内侧面之间，安置控制单元(41)。

22.按照权利要求18所述的空调装置，其特征在于，在位于隔板(8)和壳体上部(7)的顶板之间的空腔中布设光学显示装置。

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