CN106662376B - 冷却和/或冷冻设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种冷却和/或冷冻设备，所述冷却和/或冷冻设备具有冷却的内部空间(100)并且具有热电元件(20)、尤其具有珀尔帖元件(20)，所述热电元件设置成，使得借助于热电元件(20)冷却内部空间(100)，其中存在用于蒸发冷凝水的机构(4，20’，40)，所述机构具有处于冷却的内部空间(100)外部的换热器(40)。

Description

冷却和/或冷冻设备

技术领域

本发明涉及一种冷却和/或冷冻设备，其具有至少一个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，所述冷却和/或冷冻设备设置成，使得借助于热电元件冷却内部空间。

背景技术

在打开冷却或冷冻设备时，热空气进入到冷却的内部空间中。通过空气的冷却降低饱和蒸汽压，这导致：来自空气的湿气在冷却的内部空间的冷的表面上冷凝。

在从现有技术中已知的冷却或冷冻设备中，通过设计制冷系统来收集冷凝水并且通过排水槽等将其向外导出。在那里，所述冷凝水在解冻水盘中收集，所述解冻水盘能够位于压缩机上方。由于压缩机废热将解冻水盘中的水蒸发。

在热电的冷却或冷冻设备中，出于效率原因，主要目标是：与在压缩制冷机中相比，将热泵处的温度差保持得明显更小。这引起：在冷却的内部空间中不存在明显更冷的面，在所述面上发生冷凝，并且在设备外部处不存在任何温度局部提高的地点，所述地点会用于蒸发解冻水。

发明内容

本发明所基于的目的是，如下改进开始提出类型的冷却和/或冷冻设备：将从冷却的内部空间中引出的冷凝水可靠地蒸发。

该目的通过具有一种冷却和/或冷冻设备实现，所述冷却和/或冷冻设备具有冷却的内部空间并且具有热电元件，所述热电元件设置成，使得借助于所述热电元件冷却所述内部空间，其特征在于，存在用于蒸发冷凝水的机构，所述用于蒸发冷凝水的机构具有处于冷却的所述内部空间外部的换热器，其中设有如下机构：通过所述机构能够确定是否存在冷凝水，并且设有与所述机构连接的控制或调节单元，当确定存在冷凝水时，所述控制或调节单元提高所述用于蒸发冷凝水的机构的功率。据此，存在用于蒸发冷凝水的机构，所述机构具有处于冷却的内部空间外部的换热器。将术语“换热器”理解为具有如下任何元件，所述元件具有足以蒸发冷凝水的温度。

在本发明的一个实施方案中提出：换热器通过热电元件的热侧形成，或者通过例如为金属体的元件形成，所述金属体与热电元件的热侧传输热地、尤其导热地连接。该热电元件同时能够设置成，使得所述热电元件借助其冷侧冷却设备的内部空间。

这种装置能够借助于控制或调节单元稳定地运行，也就是说，热电元件以恒定功率运行或者以如下功率运行，所述功率对于将冷却的内部空间中的温度保持恒定是必要的且至少与出现的冷凝水无关。

在可设想的情况下，为此在设备的冷却的内部空间中在如下面上存在用于收集和导出冷凝水的装置，在所述面上由于热电的冷却装置的定位存在最低的温度。该冷凝水从设备中导出并且到达接收盘中，所述接收盘例如围绕外壳的区域设置，在所述外壳处存在提高的温度。

对于温和的气候条件而言，这种方法途径是足够的。

对于具有尤其大的空气湿度的地区或条件，所出现的湿气量能够大到使得一方面由于小的温度扩散，即内部空间中的小的温度梯度而不再局部地在最冷的点处发生冷凝。另一问题在于：蒸发区域处的温度不足以高至蒸发全部冷凝水。

为了克服这个问题，在本发明的另一设计方案中提出：存在用于执行一个或多个冷凝循环的控制或调节单元。该单元构成为，使得所述单元在冷凝循环期间出于冷凝和/或蒸发的目的而提高温度扩散。

这表示：在冷凝循环期间，将例如热电元件的功率提高至，使得相对于不存在冷凝循环的正常运行，所述热电元件在冷却的内部空间中的温度降低，和/或相对于不存在冷凝循环的正常运行，所述热电元件在设备的外侧上的温度提高。

冷凝循环能够以特定的、必要时规则的时间间隔执行，或者与一个或多个参数相关。这种参数例如是空气湿度和/或所形成的冷凝水的量。这些参数能够被输送给控制或调节单元，所述控制或调节单元随后根据所述参数启动冷凝循环或使设备继续以正常运行来运行。

可以考虑的是：设有如下机构，通过所述机构可确定：是否存在冷凝水，并且与这些机构连接的控制或调节单元能够构成为，当确定存在冷凝水时，提高用于蒸发冷凝水的机构的功率和/或降低至少在冷却的内部空间中的一个部位处的温度。

为了在一个部位处或多个部位处使冷凝物集中，能够提出：在冷却的内部空间中存在至少一个冷凝物面，所述冷凝物面的温度低于冷却的内部空间中的其他面，使得在冷凝物面处形成冷凝物。

冷凝物面能够通过至少一个热电元件形成。在此，其能够是无论如何都用于冷却冷却的内部空间的热电元件，或者也是特意用于形成冷凝物的热电元件。

特意用于冷凝物形成的热电元件能够设置成，使得所述热电元件将其废热输出给冷却的内部空间。因此，所述元件能够极其有效地工作并且能够以最小的功率运行。通过这种附加的热电元件能够有效地使制冷和形成冷凝物脱耦，使得在设计冷凝装置几何形状时不必考虑制冷的框架条件。

可以考虑的是：存在用于检测设备的封闭元件的打开的检测机构，并且用于进行循环冷却的控制或调节单元构成为，使得该控制或调节单元根据检测到的打开来运行。因此，本发明的一个实施方式能够在于：总是在门打开之后启动冷凝循环，也就是说，当门或其他的封闭元件再次关闭时，将新进入的热空气引导经过冷凝点。

为了能够辅助湿气在冷凝面上的积聚，能够有意义的是：存在风扇，所述风扇设置成，使得所述风扇使位于冷却的内部空间中的空气通流。

作为替选方案或者除此之外，在蒸发区域中能够设置至少一个风扇，以便促进蒸发速率。

能够设有至少一个流出元件，通过所述流出元件将冷凝水运输至用于进行蒸发的机构，其中优选提出：将流出元件的尺寸设计成，使得冷凝水的运输通过毛细管力来进行。

在最简单的情况下，流出元件设置成，使得冷凝水通过重力简单地从冷却的内部空间中流出。

如果致力于在其他点处进行蒸发，即例如在设备的顶部处进行蒸发，那么能够提出：所出现的冷凝水经由毛细管力引导到特定的蒸发点或区域处，例如引导到设备顶部处。

在根据本发明的冷却和/或冷冻设备中，在外壳、即体部的外侧和对冷却的内部空间限界的内壁之间，和/或在门的或其他的封闭元件的内侧和外侧之间优选存在全真空隔离装置。真空隔离体在内部容器中能够位于体部的外侧之间和/或能够位于门的或者其他的封闭元件的内侧和外侧之间。

由此，在根据本发明的冷却和/或冷冻设备的一个优选的设计方案中，该冷却和/或冷冻设备部分地或完全地借助于全真空系统隔离。在此，其为如下装置，所述装置的在体部处和/或封闭元件处的外侧和内部空间之间的热隔离装置仅仅或主要由抽真空的元件构成，所述元件尤其呈包套形式，所述包套由真空密封的薄膜或具有芯材的高阻挡薄膜构成。优选地，全真空隔离装置通过一个或多个真空隔离体形成，所述真空隔离体具有所提出的薄膜、由薄膜包围的区域和位于其中的芯材。优选地，不设置通过绝缘泡沫和/或真空绝缘板产生的或通过用于进行设备的内侧和外侧之间的热隔离的其他的机构产生的进一步的热隔离。

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在对内部空间限界的壁之间延伸和/或在封闭元件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来进行，所述抽真空接管能够具有阀。优选地，在抽真空期间，在包套之外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。

优选地，包套包括高阻挡薄膜或者是高阻挡薄膜，所述高阻挡薄膜真空密封地封闭通过包套形成的真空区域。

优选将真空密封的或扩散密封的包套或将真空密封的或扩散密封的连接部或将术语高阻挡薄膜理解为如下包套或连接部或薄膜，借助所述包套或连接部或高阻挡薄膜强烈地降低进入真空隔离体中的气体输入，使得在真空隔离体的使用寿命期间，真空隔离体的因气体输入而引起导热性提高是足够小的。例如将15年、优选20年和尤其优选30年的时间段认定为使用寿命。优选地，在真空隔离体的使用寿命期间，真空隔离体的因气体输入引起的导热性提高<100％并且尤其优选<50％。

优选地，包套的或连接的或高阻挡薄膜的面积特定的气体穿过率<10mbar*l/s*m²至5mbar*l/s*m²并且尤其优选0mbar*l/s*m²至6mbar*l/s*m²(根据ASTM D-3985测量)。该气体穿过率适用于氮气和氧气。对于其他的气体种类(尤其水蒸汽)同样存在优选在<10mbar*l/s*m²至2mbar*l/s*m²的并且尤其优选在<10mbar*l/s*m²至3mbar*l/s*m²的范围中的低的气体穿过率(根据ASTM F-1249-90测量)。优选地，通过该小的气体穿过率实现在上文中所描述的导热性的小的提高。

从真空面的区域中已知的包套系统是所谓的高阻挡薄膜。在本发明的范围内，优选将其理解为单层或多层薄膜(所述单层或多层薄膜优选是能密封的)，所述单或多层薄膜具有一个或多个阻挡层(通常为金属层或氧化物层，其中优选使用铝或氧化铝作为金属或氧化物)，所述阻挡层满足在上文中所提到的作为阻挡件防止气体输入的要求(导热性提高和/面积特定的气体穿过率)。

上述数值或高阻挡薄膜的构造是示例性的、优选的说明，所述说明不限制本发明。

将热电元件引入到冷却的内部空间中以便以这种方式形成冷凝物面的基本思想不限制于热电设备。由此，本发明还涉及如下任意的冷却和/或冷冻设备，所述冷却和/或冷冻设备具有冷却的内部空间并且具有引入其中的热电元件，其中设有控制或调节单元，所述控制或调节单元控制热电元件，使得热电元件形成冷凝物面。在冷却的内部空间中，冷凝物面优选比相邻的面或最冷的面更冷。

在一个实施方式中提出，根据本发明的冷却和/或冷冻设备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、商用厨房或酒吧中来设计。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/或具有用于固定在家具壁龛内部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，使得所述容器或设备能够以交流电压、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电压例如为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(在箱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，能够设置仅一个隔间。在使用空间或隔间内部，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。

附图说明

本发明的其他的细节和优点根据附图中示出的和接下来描述的实施例来详细阐述。附图中示出：

图1示出贯穿根据本发明的冷却和/或冷冻设备的纵截面视图；以及

图2示出热电元件的如下区域的细节图，所述区域的热侧有助于冷凝水的蒸发。

具体实施方式

在图1中用附图标记10表示柜状的冷却和/或冷冻设备的体部。

体部10具有两个侧壁12、顶部14和底部16。这些侧壁、顶部和底部连同后壁和门一起对冷却的内部空间100限界。

如从图1中所得知的那样：在这两个侧壁12中、在顶部壁14中和在底部16中分别设有热电元件20、20’。

基本上，每个壁能够设有刚好一个这种热电元件。然而，本发明也包括如下情况：在一个或多个壁中存在两个或多于两个的热电元件。

也可以考虑的是并且本发明也包括的是：将一个或多个热电元件设置在设备的后侧上。

热电元件20中的每个热电元件在朝向内部空间100的冷侧上以及在朝外取向的热侧上与各一个换热器30、40传输热地、尤其导热地连接。这些初级的换热器30、40是例如由铝构成的金属体。

在热电设备20运行时，经由其冷侧并且借助于换热器30和内壁I将热量从冷却的内部空间抽出。该热量经由热电元件20的热侧、换热器40和外壁A导出给环境。

如此外从图1中所得知的是：初级换热器30、40的横截面从热电元件20起朝外壁A以及也朝内壁I增大，所述内壁连同门的内侧对冷却的内部空间100限界。以这种方式，可将废热分步到更大的面上，而不需要更大的温度梯度，所述废热借助于热电元件20从内部空间100抽出。

设备外侧通过外壁A形成，所述外壁整体地或局部地由金属板材、优选由铝板材构成。

在此处示出的实施例中，该板材形成侧壁12的、顶部14的以及还有底部16的外侧A。后侧和/或门也能够相应地在外侧上构成。

形成外壁A的板材形成次级换热器，所述次级换热器以传输热的方式、尤其以导热的方式与初级换热器40连接。

内壁I同样通过金属板材、尤其通过铝板材形成。内壁I以传输热的方式、尤其以导热的方式与初级换热器30连接。

根据本发明，术语“换热器”包括任何适合于传输热量的元件。在优选的实施例中，换热器通过金属体形成。

附图标记50表示热隔离装置，所述热隔离装置在体部的内壁I和外壁A之间延伸。该热隔离装置由通过一个或多个真空密封的薄膜限界的容积构成，在所述容积中存在芯材、尤其珍珠岩。优选地，在内壁I和外壁A之间不设置其他的隔离材料、例如起泡装置和/或真空绝缘板。

相应的全真空热隔离装置也能够设置用于门或其他的封闭元件。

珀尔帖元件20或其他的热电元件如此分布到设备几何形状上，使得其废热尽可能好地分布到设备的外壳A上。为了使废热分布到整个外壳A上，该外壳能够由厚度为1mm至2mm的铝板材构造。

因为所产生的冷量小于废热，所以在设备内部100中不存在对换热器的高的要求。优选地，尽管如此还是对设备的内壁使用板材(例如铝板材)，所述板材与形成外壳A的板材相比能够具有更小的厚度或者能够相同地构成。

设置在下方的热电元件20’借助其冷侧与换热器30连接，所述换热器在其上侧O上形成冷凝面，即在冷却的内部空间中相对于相邻的面具有更低的温度的面或者作为最低的温度的面。

在图2中示出设置在下方的热电元件20’的区域的细节图。围绕换热器30的冷凝面并且在该冷凝面上形成冷凝区域1。用于冷凝物的流出口2从该冷凝区域1起，在热绝缘的设备壁的内侧上引导至蒸发区域200。

蒸发区域200通过蒸发盘4形成，所述蒸发盘接收冷凝水并且所述蒸发盘与珀尔帖元件20’良好地热耦联。特别地，蒸发盘4与换热器40直接接触或至少导热地接触。

如此外从图2中所看到的那样，珀尔帖元件20’同样如根据本发明的设备的其他的珀尔帖元件具有连接元件33，所述连接元件将珀尔帖元件20’与换热器30和40在机械方面牢固地夹紧。

热电元件或设置在底面中的珀尔帖元件20’可单独地通过未示出的控制或调节单元控制，更确切地说，使得其功率在冷凝循环期间或在需要时提高。这引起：上部的冷侧O采用更低的温度而下部的热侧W采用更高的温度。

以这种方式，改进冷凝以及蒸发。

在正常运行时，热电元件20’还有其他的热电元件能够根据测量到的内部空间温度来使用，例如用于进行温度调节。

也可以考虑的是：使用附加的热电元件，所述热电元件例如安置在设备的底面上并且在那里形成最冷的部位。该热电元件由此不在设备的内侧和外侧之间延伸，而是完全地处于冷却的内部空间中并且将其废热输出到该内部空间中。

Claims (5)

1.一种冷却和/或冷冻设备，所述冷却和/或冷冻设备包括：

热绝缘的体部，所述体部限定内部空间，其中所述体部具有外壳、内部容器和设置在外壳和内部容器之间的热隔离装置；

控制单元；

多个与所述控制单元连接的、用于冷却所述内部空间的珀尔帖元件，其中所述珀尔帖元件在其朝向所述内部空间的冷侧上分别与内部的换热器连接而在其指向所述体部的外侧的热侧上分别与外部的换热器以导热的方式连接，其中所述控制单元构成用于单独操控设置在底面中的珀尔帖元件并且在冷凝循环期间或在需要时提高所述设置在底面中的珀尔帖元件相对于其他的珀尔帖元件的功率，以便在从属于所述设置在底面中的珀尔帖元件的内部的换热器的朝向所述内部空间的上侧上形成冷凝面，围绕所述冷凝面和在所述冷凝面上形成冷凝区域，其中在所述冷凝区域中存在所述内部空间的最低温度；和

用于冷凝水的流出口，所述流出口从所述冷凝区域引导至蒸发盘，其中所述蒸发盘与属于所述设置在底面中的珀尔帖元件的外部的换热器以导热的方式接触。

2.根据权利要求1所述的冷却和/或冷冻设备，所述设备还具有如下机构，所述机构用于确定在所述蒸发盘中是否存在冷凝水，其中所述控制单元与所述机构连接并且构成用于，当确定存在冷凝水时，提高所述设置在底面中的珀尔帖元件的功率。

3.根据权利要求1所述的冷却和/或冷冻设备，其特征在于，所述控制单元构成用于，循环提高所述设置在底面中的珀尔帖元件的功率。

4.根据权利要求3所述的冷却和/或冷冻设备，其特征在于，所述设备还具有用于检测所述设备的封闭元件的打开的检测机构，并且所述控制单元构成为，使得所述控制单元根据检测到的打开执行循环冷却。

5.根据权利要求1所述的冷却和/或冷冻设备，其特征在于，所述设备还具有风扇，所述风扇设置成，使得所述风扇使位于冷却的所述内部空间中的空气流通。

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