CN106471321A - 热绝缘的容器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种热绝缘的容器、优选冷却和/或冷冻设备，所述容器具有至少一个调温的、优选冷却的内部空间并且具有至少一个热电元件、尤其具有至少一个珀尔帖元件(20)，以对内部空间进行调温、优选在冷却的内部空间中制冷，其中存在至少一个固体(10，12)，所述固体设置成，使得通过借助于固体(10，12)的热传导将热量引导至热电元件(20)，尤其将热量从冷却的内部空间导出至热电元件(20)和/或将热量远离热电元件(20)导出。

Description

热绝缘的容器
技术领域
本发明涉及一种热绝缘的容器、优选冷却和/或冷冻设备，所述冷却和/或冷冻设备具有至少一个优选冷却的内部空间并且具有至少一个热电元件、尤其具有至少一个珀尔帖元件，以对内部空间进行调温，优选在冷却的内部空间中制冷。
背景技术
在冷却和/或冷冻设备中从现有技术中已知用于制冷的不同的设计。在任何情况下，为了效率尽可能大进而为了良好的能量效率，不仅在冷却空间侧上而且在废热侧上需要有效的换热器，以便将要克服的温度偏差保持得尽可能低。在本文中，耦联到制冷的区域和冷却空间上以及耦联到外部空气上是重要的，导出的热量被输出给所述外部空气。
在常用的压缩冷却机中，为了耦联到内部空间以及外部空气上不仅使用静态系统，即静态的蒸发器或液化器，而且使用动态系统，例如无霜蒸发器或风扇或者具有强制对流的模块液化器(Blockverflüssiger)。在动态系统中，由于可达到的小的温度差而有利地抵消用于空气对流的质量运输的附加的耗费。
在冷却和/或冷冻设备的所需要的制冷功率中，一个主要参数是热隔离，所述热隔离围绕冷却的内部空间。如果改进热隔离，所以降低对制冷功率的需求。在制冷需求小的情况下，与通过压缩制冷机相比，能够通过更简单的机构、即尤其通过热电元件进行提供。已知的是，例如使用珀尔帖元件。因此，小型的、通过真空隔离装置隔离的制冷设备例如仅需要3W至4W的制冷功率，所述制冷功率例如能够通过热电元件施加。
在使用珀尔帖元件时，特殊性在于：所产生的制冷功率和废热在空间上紧挨地出现——不存在作为热载体的制冷剂。在这种情况下，至冷却的内部空间以及至外部空气的热传递是尤其重要的，热量被输出给所述外部空气。从现有技术中已知的是：在珀尔帖冷却设备、例如可携带的制冷却盒中通过肋式换热器并且通过由鼓风机产生的空气流改进这种热传递。所述鼓风机的功率需求与珀尔帖元件的功率需求处于类似的数量级中。
这些考虑绝不限制于冷却和/或冷冻设备，而是通常适用于热绝缘的容器。
热绝缘的容器具有至少一个调温的内部空间，其中该内部空间能够被冷却或加热，使得在内部空间中得到高于或低于例如为21℃的环境温度的温度。
发明内容
本发明所基于的目的是，如下改进热绝缘的容器、优选开始提出类型的冷却和/或冷冻设备：相对于已知的容器、优选设备改进热运输。
该目的通过具有权利要求1的特征的热绝缘的容器、尤其冷却和/或冷冻设备来实现。据此，存在至少一个固体，所述固体设置成，使得借助于固体通过热传导将热量引导至热电元件，尤其将热量从冷却的内部空间导出至热电元件和/或将热量远离热电元件导出。
由此，固体设置和构成为，使得借助于固体将热量引导至热电元件、尤其将热量从冷却的内部空间导出至热电元件和/或将热量从热电元件导出、优选导出给热沉并且优选导出给容器、优选设备的周围大气。优选地，热运输仅通过借助于固体的热传导来进行。
在本发明的另一可考虑的设计方案中提出：设有至少一个液体换热器和/或至少一个热管，所述液体换热器和/或热管设置成，使得所述液体换热器和/或热管将热量引导至热电元件，尤其从冷却的内部空间引导至热电元件，和/或将热量从热电元件处导出。
将“液体换热器”理解为如下换热器，所述换热器借助液态的载热介质工作。相对于空气换热器，存在如下优点：更高的热容以及更小的流动损失。“热管”或“热管道”是通过制冷剂填充的管形的物体，在所述物体的热端部处，制冷剂蒸发，而在所述体部的冷端部处，制冷剂冷凝，由此输出蒸发焓。
本发明的该实施方案提出：借助于至少一个液体换热器和/或借助于至少一个热管、即借助于至少一个热管道进行热运输，尤其进行出自冷却的内部空间的废热的运输。
借助根据本发明的热运输机构，可以具有最小的温度差的小的热量流分配给周围环境。
可以考虑的是：固体或液体换热器和/或热管以良好的热耦联的方式将热量从优选冷却的内部空间的内壁运输给热电元件和/或从热电元件运输给容器的、优选设备的外壳。
优选地，从优选冷却的内部空间至内壁的热运输和/或在外壳处的热运输，优选从外壳到容器的、优选设备的周围环境上的热运输，静态地、即在没有强制对流的情况下进行。
也可以考虑这两个上述设计的组合，也就是说，尤其或仅在热电元件处的热流密度最大的区域中，通过借助于热管和/或液体换热器进行的热运输来辅助固体热传导，或者相反地，通过固体热传导来辅助借助于热管和/或换热器进行的热运输。
由此，所述容器尤其能够构成为具有根据权利要求2的特征的根据权利要求1的冷却和/或冷冻设备。
在本发明的一个优选的设计方案中提出：固体导热地与容器的、优选设备的外壳连接和/或与容器的、优选设备的内壁连接，或者部分地或完全地形成外壳和/或对冷却的内部空间限界的内壁。
固体优选具有金属或由其构成，其中金属的优选的设计方案是铝。
可以考虑的是：通过铝或其他的金属结构将热量从热电元件引导到壳体外面上，和/或从对冷却的内部空间限界的内面通过铝或其他的金属结构引导至热电元件。在此，金属结构的形状优选设计成，使得在出现热流时的温度下降如此分布到表面上，使得该温度下降在热泵的地点、即热电元件和相应的表面之间仅为几开尔文。
优选地，金属结构、即所提出的固体部分地或完全地形成容器的、优选设备的外壳和/或内壁部。
优选地提出：容器、优选冷却和/或冷冻设备仅具有或也具有真空隔离装置作为冷却的内部空间的热隔离装置。真空隔离装置例如借助于真空绝缘板或借助于抽真空的壳体壁部和/或借助于抽真空的封闭元件、尤其用于封闭冷却的内部空间的门或翻盖，形成尤其有效的热隔离，使得在运行时，相对小的功率、优选制冷功率就足以获得期望的温度。
尤其优选的是如下实施方案，其中在外壳和对内部空间限界的内壁之间设置有热隔离装置，所述热隔离装置由全真空系统构成。能够将上述热隔离装置理解为仅仅或主要由抽真空的区域构成的热隔离装置，所述区域通过芯材填充。该区域的限界部例如通过真空密封的薄膜并且优选通过高阻挡薄膜形成。由此，在容器的、优选设备的内壁和容器的、优选设备的外壳之间仅能够存在这种薄膜体作为热隔离装置，所述薄膜体具有通过真空密封的薄膜围绕的区域，在所述区域中存在真空并且在所述区域中设置有支撑材料。优选在容器或设备的外侧和内侧之间除了真空系统之外，不设置作为热隔离装置的起泡装置和/或真空绝缘板或其他的热隔离装置。
这种呈全真空系统形式的类型优选的热隔离装置能够在体部的外壳和对内部空间限界的壁之间延伸和/或在封闭元件的内侧和外侧之间延伸，所述封闭元件例如是门、翻盖、顶盖等。
能够获得全真空系统，使得通过芯材填充由气密的薄膜构成的包套并且随后以真空密封的方式进行密封。在一个实施方式中，对包套的填充和以真空密封的方式进行的密封在正常或环境压强下进行。因此，抽真空通过将可适当地加工到包套中的接口、例如抽真空接管连接到真空泵上进行，所述抽真空接管能够具有阀。优选地，在抽真空期间，在包套外部存在正常压强或环境压强。在该实施方式中，优选地，在制造的任何时刻都不需要将包套引入到真空室中。就此而言，在一个实施方式中，在制造真空隔离装置期间能够弃用真空室。
在本发明的一个优选的设计方案中，固体的厚度朝热电元件增加。在远离热电元件的方向上，固体的厚度能够降低，对此所述固体的面延伸部增加。
此外，能够提出：存在至少一个固定装置、优选至少一个夹紧体，所述夹紧体将固体和/或液体换热器和/或热管固定在热电元件上，其中优选提出：固定装置具有比固体更小的导热能力。固定装置例如能够由塑料构成。
如在上文中所说明的那样，本发明的一个优选的设计方案在于：固体由铝构成或具有铝。
为了在装载热的或冷的物品时能够提供附加的加热功率或制冷功率，能够设有至少一个潜热储存器。该潜热储存器能够设置在内壁的使用空间侧的、优选制冷空间侧的面上。所述潜热储存器从调温的内部空间中吸收热量或者将热量输出到调温的内部空间中从而辅助热电元件。
调温的内部空间根据设备的类型(制冷设备、加热柜等)被冷却或加热。
优选提出：潜热储存器与固体和/或液体换热器和/或热管导热地连接。
潜热储存器例如能够由石蜡构成或具有石蜡。
在本发明的另一设计方案中提出：所述容器为冷却和/或冷冻设备，并且固体或设备的内壁构成为，使得在固体的或内壁的表面上的至少一个位置处，与在固体的或者内壁的表面的其它区域中相比，产生更低的温度，并且设有用于将那里形成的冷凝物导出的机构。
在一个实施方式中提出：根据本发明的容器为冷却和/或冷冻设备，尤其为家庭设备或商用的冷却设备。例如包括如下设备，所述设备针对固定地设置在家庭中、酒店房间中、商用厨房或酒吧中而设计。其例如也能够是冷酒器。此外，本发明也包括冷却和/或冷冻箱。根据本发明的设备能够具有用于联接到供电装置上的、尤其连接到家庭电网上的接口(例如插头)和/或具有用于在家具壁龛内部进行固定的立式或装入式辅助装置，例如调节支脚或接口。设备例如能够是装入式设备或者也能够是立式设备。
在一个实施方式中，容器或设备构成为，使得所述容器能够以交流电压、例如家庭电网电压来运行，所述家庭电网电压例如为120V和60Hz或230V和50Hz。在一个替选的实施方式中，容器或设备构成为，使得所述容器或设备能够以例如电压为5V、12V或24V的直流电流运行。在该设计方案中能够提出：在设备内部或外部设有插头电源，所述设备能够经由所述插头电源来运行。在该实施方式中，使用热电的热泵的优点是：仅在电源处出现完整的EMV问题。
特别地，能够提出：冷却和/或冷冻设备具有柜状的造型和使用空间，所述使用空间在其前侧(在柜的情况下在其上侧)上对于用户是可进入的。使用空间能够划分成多个隔间，所述隔间均在相同的或不同的温度下运行。作为替选方案，能够仅设有一个隔间。在使用空间或隔间之内，也能够设有贮存辅助装置，例如托盘、抽屉或瓶支架(在箱的情况下还存在空间划分器)，以便确保冷却和/或冷冻物品的最佳贮存和最佳的空间利用。
使用空间能够通过至少一个可围绕竖直轴线枢转的门封闭。在箱的情况下，可以考虑可围绕水平轴线枢转的翻盖或滑动顶盖作为封闭元件。门或其他封闭元件在关闭状态下能够借助环绕的磁体密封件与体部基本上空气密封地连接。优选地，门或其他封闭元件也是热绝缘的，其中能够借助起泡装置并且必要时借助真空绝缘板实现热绝缘，或者也优选借助真空系统并且尤其优选借助全真空系统来实现。在门的内侧上必要时能够设置门架，以便也能够在那里贮存冷却物品。
在一个实施例中，其能够是小型设备。在这种设备中，通过容器的内壁限定的使用空间例如具有小于0.5m3、小于0.4m3或小于0.3m3的容积。
容器或设备的外部尺寸优选在高度、宽度和深度方面位于不超过1m的范围中。
但是，本发明不限制于冷却和/或冷冻设备，而是通常涉及具有调温的内部空间的设备、例如也涉及加热柜或加热箱。
在具有加热的内部空间的容器或设备的情况下，借助于固体将热量从容器的外壳或从环境引导至热电元件，并且借助于固体通过热传导将热量从该热电元件引导至内部空间或引导至对容器的内部空间限界的内壁。
附图说明
根据在附图中示出的实施例详细阐述本发明的其他的细节和优点。
唯一的视图示出贯穿根据本发明的制冷设备的横截面视图。
具体实施方式
附图通过附图标记10’、12’示出由铝构成的壳体壁，所述壳体壁形成与环境接触的外面和冷却的内部空间的内面。
用附图标记20表示珀尔帖元件，所述珀尔帖元件借助其冷区域与铝固体12导热连接，并且借助热区域与铝固体10导热连接。
如从附图中所得知的那样：物体10、12的厚度、即垂直于设备的外侧和内侧的延伸部朝珀尔帖元件20增加。
而物体10、12在平行于外侧和内侧的方向上的面延伸部从外部并且从内部朝珀尔帖元件减小。
附图标记30表示夹紧设备，所述夹紧设备将物体10、12固定在珀尔帖元件20上。
附图标记的40表示以简化图示出的门密封件以及迷宫件。设备门未被示出。
用附图标记50表示真空隔离装置，所述真空隔离装置在内壁12’和外壁10’之间延伸。由于经过真空隔离装置的热量输入小，所以通过珀尔帖元件20产生的相对小的加热功率足以冷却内部空间100。
对于引入较大量的热的制冷物品的情况而言，设有潜热储存器，例如石蜡，所述潜热储存器在这种情况下辅助设备的制冷功率。
如此外从附图中所得知的那样：导热地与珀尔帖元件20连接的固体10、12不仅形成“热运输机构”，而且同时也形成设备的内壁12’以及外壁10’。
至内壁12’的热传递和从外壁10’处起的热传递优选静态地进行，即在不应用鼓风机的情况下进行，由此产生相应的能量节约。
在附图中示出的实施例中，仅通过固体10、12进行从内向外的热运输。然而，本发明也包括将一个或多个液体换热器和/或热管用于热运输。作为替选方案或者除此之外，这种热运输能够用于所提出的固体热传导。

Claims (11)

1.一种热绝缘的容器、优选冷却和/或冷冻设备，所述容器具有至少一个调温的、优选冷却的内部空间并且具有至少一个热电元件、尤其具有至少一个珀尔帖元件，以对所述内部空间进行调温、优选在冷却的所述内部空间中制冷，其特征在于，存在至少一个固体，所述固体设置成，使得通过借助于所述固体的热传导将热量引导至所述热电元件，尤其将热量从冷却的所述内部空间导出至所述热电元件和/或将热量远离所述热电元件导出。
2.一种热绝缘的容器、优选冷却和/或冷冻设备，所述容器具有至少一个调温的、优选冷却的内部空间并且具有至少一个热电元件、尤其具有至少一个珀尔帖元件，以对所述内部空间进行调温、优选在冷却的所述内部空间中制冷，其特征在于，设有至少一个液体换热器和/或至少一个热管，所述液体换热器和/或热管设置成，使得所述液体换热器和/或热管将热量引导至所述热电元件，尤其从冷却的所述内部空间引导至所述热电元件，和/或将热量从所述热电元件处导出。
3.根据权利要求2所述的热绝缘的容器，其特征在于，所述容器借助权利要求1的特征部分的特征构成。
4.根据上述权利要求中任一项所述的热绝缘的容器，其特征在于，所述固体导热地与设备的外壳连接和/或导热地与所述设备的内壁连接，或者所述固体部分地或完全地形成所述设备的所述外壳和/或所述内壁。
5.根据上述权利要求中任一项所述的热绝缘的容器，其特征在于，所述容器具有真空隔离装置作为优选冷却的所述内部空间的热隔离装置，所述真空隔离装置完全地或部分地包围优选冷却的所述内部空间。
6.根据权利要求5所述的热绝缘的容器，其特征在于，在所述容器的所述外壳和对所述内部空间限界的所述内壁之间设置有热隔离装置，所述热隔离装置整体上或局部地由全真空系统构成。
7.根据上述权利要求中任一项所述的热绝缘的容器，其特征在于，所述固体的厚度朝向所述热电元件增加。
8.根据上述权利要求中任一项所述的热绝缘的容器，其特征在于，设有至少一个固定装置、优选至少一个夹紧体，所述夹紧体将所述固体和/或所述液体换热器和/或所述热管固定在所述热电元件上，其中优选提出：所述固定装置具有比所述固体更小的导热能力，和/或所述固定装置由塑料构成。
9.根据上述权利要求中任一项所述的热绝缘的容器，其特征在于，所述固体由铝构成或具有铝。
10.根据上述权利要求中任一项所述的热绝缘的容器，其特征在于，设有至少一个潜热储存器来提供所述热电元件的热储备或冷储备，其中优选提出：所述潜热储存器与所述固体和/或所述液体换热器和/或所述热管导热地连接。
11.根据上述权利要求中任一项所述的热绝缘的容器，其特征在于，所述容器是冷却和/或冷冻设备，并且所述固体或所述设备的内壁构成为，使得在所述固体的或所述内壁的表面上的至少一个位置处，与在所述固体的或所述内壁的表面的其他区域中相比，产生更低的温度，并且设有用于将在那里形成的冷凝物导出的机构。
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