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Die
Erfindung betrifft eine Klimatisierungsvorrichtung mit einem Kühlluftauslass
für gekühlte Luft
und einem Warmluftauslass für
erwärmte
Luft. Die zu kühlende
Luft wird durch die kalte Seite einer Peltier-Element-Anordnung
gekühlt
und mittels einer Kühlluft-Fördereinrichtung über den
Kühlluftauslass ausgeblasen.
Die zu erwärmende
Luft wird durch die warme Seite der Peltier-Element-Anordnung erwärmt und
mittels einer Warmluft-Fördereinrichtung über den
Warmluftauslass ausgeblasen.
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Aus
dem Stand der Technik sind Klimatisierungsvorrichtungen für Gehäuse, beispielsweise Schaltschrankgehäuse bekannt,
bei denen zur Leistungssteigerung mehrere Peltier-Elemente, die
bei elektrischer Ansteuerung jeweils eine kalte und eine warme Seite
aufweisen, beispielsweise in Form eines Arrays angeordnet sind.
Auf der kalten Seite dieser Peltier-Element-Anordnung sind Lüfter angeordnet,
welche die zu kühlende
Luft aus dem Innenraum des Gehäuses
heraus und an der kalten Seite vorbei fördern.
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Die
gekühlte
Luft wird dann aus einer Auslassöffnung
wieder in den zu kühlenden
Raum eingeblasen. Auf der warmen Seite dieser Peltier-Element-Anordnung
sind ebenfalls Lüfter
angeordnet, welche Umgebungsluft an der warmen Seite vorbei fördern. Die
Umgebungsluft nimmt Wärme
auf und wird dann aus einer Auslassöffnung wieder in den Außenraum
ausgeblasen.
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Der
Wärmeübertrag
zwischen der an der Peltier-Element-Anordnung vorbei geförderten
Luft und der kalten bzw. warmen Seite dieser Anordnung ist begrenzt.
Dies liegt zum einen an dem begrenzten Wärmeaufnahme- bzw. Wärmeabgabevermögen der Luft
und zum anderen auch an der relativ hohen Strömungsgeschwindigkeit der geförderten
Luft. Da jedoch beispielsweise in Schaltschränken die Packungsdichte von
elektronischen Einbauten immer weiter zunimmt und daher ein vermehrter
Kühlbedarf dieser
Einbauten besteht, ist die Kühlwirkung
der bekannten Klimatisierungsvorrichtung nicht mehr ausreichend.
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Eine
Verbesserung der Wärmeübertragung lässt sich
bei der bekannten Klimatisierungsvorrichtung nur durch eine aufwendigere
Luftführung
und eine größer dimensionierte
Peltier-Element-Anordnung erreichen. Dadurch steigen die Kosten
für eine derartige
Klimatisierungsvorrichtung erheblich an. Zudem kann ein kompakter
Aufbau, wie er beispielsweise in der Schaltschranktechnik notwendig
ist, mit der bekannten Klimatisierungsvorrichtung nicht weiter aufrechterhalten
werden.
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Neben
dem Einsatz als Kühlgerät kann eine Klimatisierungsvorrichtung
je nach Anschluss der Luft führenden
Leitungen auch als Heizgerät
verwendet werden. In diesem Fall wird die Heizwirkung der warmen
Seite der Peltier-Element-Anordnung zum Heizen der Luft genutzt.
Allerdings weist die bekannte Klimatisierungseinrichtung neben der
begrenzten Kühlwirkung
bei einer Verwendung als Heizgerät auch
nur eine begrenzte Heizwirkung auf.
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Es
ist deshalb Aufgabe der Erfindung, eine Klimatisierungsvorrichtung
anzugeben, die eine verbesserte Wärmeübertragung von der Peltier-Element-Anordnung
auf die geförderte
Luft aufweist. Zudem soll die erfindungsgemäße Klimatisierungsvorrichtung
einen kompakten und kostengünstigen
Aufbau aufweisen und vielfältige
Einsatzmöglichkeiten bieten.
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Zudem
soll ein Gehäuse
mit einer erfindungsgemäßen Klimatisierungsvorrichtung
angegeben werden.
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Diese
Aufgabe der Erfindung wird durch eine Klimatisierungsvorrichtung
mit den Merkmalen der Ansprüche
1 und 3 und einem Gehäuse
mit einer Klimatisierungsvorrichtung mit den Merkmalen der Ansprüche 20 und
23 gelöst.
Vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Gegenstände sind jeweils in den Unteransprüchen beschrieben.
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Bei
einem Betrieb der Klimatisierungseinrichtung als Kühlgerät ist gemäß einem
ersten Grundgedanken der Erfindung die kalte Seite der Peltier-Element-Anordnung
an einen zugeordneten Kühlflüssigkeitskreislauf
zur Kühlung
der darin geführten
Kühlflüssigkeit
angekoppelt. An dem Kühlflüssigkeitskreislauf
ist wiederum eine Luft-/Flüssigkeits-Wärmetauscher-Anordnung
für die
zu kühlende Luft
angeschlossen. Die Kühlluft-Fördereinrichtung ist
mit der Luft-/Flüssigkeits-Wärmetauscher-Anordnung und dem
Kühlluftauslass
Luft leitend verbunden, so dass die Kühlluft-Fördereinrichtung
die zu kühlende
Luft zur Abgabe von Wärme
an die Kühlflüssigkeit
durch die Luft-/Flüssigkeits-Wärmetauscher-Anordnung
hindurchfördert
und über
den Kühlluftauslass
ausbläst.
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An
der kalten Seite der Peltier-Element-Anordnung findet ein Wärmeübertrag
aus einer Kühlflüssigkeit
statt, die eine verbesserte Wärmeübertragungsfähigkeit
als Luft aufweist.
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Im
Kühlkreislauf
wird die somit effektiv abgekühlte
Kühlflüssigkeit
an eine Luft-/Flüssigkeits-Wärmetauscher-Anordnung
weitergeleitet, an welcher wiederum ein guter Wärmeübertrag von der zu kühlenden
Luft stattfindet. Im Ergebnis wird durch diese Vorrichtung die zu
kühlende
Luft besonders effektiv abgekühlt.
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Bei
der Verwendung der Klimatisierungsvorrichtung als Kühlgerät muss die
Wärme an
der warmen Seite der Peltier-Element-Anordnung abgeführt werden.
Dies kann auf herkömmliche
Weise durch direkte Abstrahlung an den Außenraum oder mit Hilfe einer
geeigneten Lüfteranordnung
geschehen.
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Eine
verbesserte Wärmeabfuhr
an der warmen Seite der Peltier-Element-Anordnung und damit eine
noch verbesserte Kühlwirkung
der Klimatisierungsvorrichtung kann dadurch erreicht werden, dass
die warme Seite der Peltier-Element-Anordnung ebenfalls an einen
zugeordneten Kühlflüssigkeitskreislauf
zur Erwärmung
der darin geführten Kühlflüssigkeit
angekoppelt ist. An diesem Kühlflüssigkeitskreislauf
ist eine Luft-/Flüssigkeits-Wärmetauscher-Anordnung
für die
zu erwärmende
Luft angeschlossen. Die Warmluft-Fördereinrichtung ist mit der
Luft-/Flüssigkeits-Wärmetauscher-Anordnung und dem
Warmluftauslass Luft leitend verbunden, so dass die Warmluft-Fördereinrichtung
die zu erwärmende
Luft zur Aufnahme von Wärme
aus der Kühlflüssigkeit
durch die Luft-/Flüssigkeits-Wärmetauscher-Anordnung
hindurchfördert
und über
den Warmluftauslass ausbläst.
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Bei
einem Betrieb der Klimatisierungseinrichtung als Heizgerät ist gemäß einem
zweiten Grundgedanken der Erfindung die warme Seite der Peltier-Element-Anordnung an einen
zugeordneten Kühlflüssigkeitskreislauf
zur Erwärmung
der darin geführten
Kühlflüssigkeit
angekoppelt. An dem Kühlflüssigkeitskreislauf
ist eine Luft-/Flüssigkeits-Wärmetauscher-Anordnung
für die
zu erwärmende
Luft angeschlossen. Die Warmluft-Fördereinrichtung ist mit der
Luft-/Flüssigkeits-Wärmetauscher-Anordnung und dem
Warmluftauslass Luft leitend verbunden, so dass die Warmluft-Fördereinrichtung die zu erwärmende Luft
zur Aufnahme von Wärme
aus der Kühlflüssigkeit
durch die Luft-/Flüssigkeits-Wärmetauscher-Anordnung
hindurchfördert
und über
den Warmluftauslass ausbläst.
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An
der warmen Seite der Peltier-Element-Anordnung findet ein Wärmeübertrag
auf eine Kühlflüssigkeit
statt, die eine verbesserte Wärmeübertragungsfähigkeit
als Luft aufweist. Im Kühlkreislauf
wird die somit effektiv erwärmte
Kühlflüssigkeit an
eine Luft-/Flüssigkeits-Wärmetauscher-Anordnung
weitergeleitet, an welcher wiederum ein guter Wärmeübertrag auf die zu erwärmende Luft
stattfindet. Im Ergebnis wird durch diese Vorrichtung die zu erwärmende Luft
besonders effektiv erwärmt.
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Bei
der Verwendung der Klimatisierungsvorrichtung als Heizgerät muss an
der kalten Seite der Peltier-Element-Anordnung Wärme aufgenommen werden. Dies
kann auf herkömmliche
Weise in direktem Kontakt mit dem Außenraum oder mit Hilfe einer geeigneten
Lüfteranordnung
geschehen.
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Eine
verbesserte Wärmeübertragung
auf die kalte Seite der Peltier-Element-Anordnung und damit eine noch verbesserte
Heizwirkung der Klimatisierungsvorrichtung kann dadurch erreicht
werden, dass die kalte Seite der Peltier-Element-Anordnung an einen zugeordneten Kühlflüssigkeitskreislauf
zur Kühlung
der darin geführten
Kühlflüssigkeit
angekoppelt ist. An dem Kühlflüssigkeitskreislauf
ist eine Luft-/Flüssigkeits-Wärmetauscher-Anordnung
für die zu
kühlende
Luft angeschlossen. Die Kühlluft-Fördereinrichtung
ist mit der Luft-/Flüssigkeits-Wärmetauscher-Anordnung und dem
Kühlluftauslass
Luft leitend verbunden, so dass die Kühlluft-Fördereinrichtung
die zu kühlende
Luft zur Abgabe von Wärme
an die Kühlflüssigkeit
durch die Luft-/Flüssigkeits-Wärmetauscher-Anordnung
hindurchfördert
und über den
Kühlluftauslass
ausbläst.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform kann
er der kalte Seite der Peltier-Element-Anordnung
zugeordnete Kühlflüssigkeitskreislauf
und der der warmen Seite der Peltier-Element-Anordnung zugeordnete
Kühlflüssigkeitskreislauf
räumlich
und thermisch voneinander getrennt angeordnet und jeweils in sich
geschlossen sein.
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Die
Kühlflüssigkeit
kann in den Kühlflüssigkeitskreisläufen durch
Eigendynamik der warmen oder kalten Flüssigkeit zirkulieren. Ein verbesserter Wärme-/Kältetransport
durch die Kühlflüssigkeit kann
dadurch erreicht werden, dass in dem der kalten Seite der Peltier-Element-Anordnung
zugeordneten Kühlflüssigkeitskreislauf
eine erste Pumpeinrichtung angeordnet ist. Zusätzlich oder alternativ kann
in dem der warmen Seite der Peltier-Element-Anordnung zugeordneten
Kühlflüssigkeitskreislauf
eine zweite Pumpeinrichtung angeordnet sein.
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Die
zu kühlende
Luft kann auf einfache Weise dadurch gefördert werden, dass die Kühlluft-Fördereinrichtung
eine erste Einlassöffnung
für die
zu kühlende
Luft und eine erste Lüfteranordnung
aufweist. Dabei kann insbesondere ein Radiallüfter zur Anwendung kommen,
wodurch eine kompakte Bauform möglich
ist. Zusätzlich
oder alternativ kann zu erwärmende
Luft auf einfache Weise dadurch gefördert werden, dass die Warmluft-Fördereinrichtung eine
zweite Einlassöffnung
für die
zu erwärmende Luft
und eine zweite, insbesondere einen Radiallüfter umfassende Lüfteranordnung
aufweist. Jede Lüfteranordnung
kann einzeln oder gemeinsam angesteuert werden.
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Zur
Leistungssteigerung kann die Peltier-Element-Anordnung als ein flächiges Array
aus einer Mehrzahl einzeln elektrisch kontaktierter Peltier-Elemente
aufgebaut sein. Dabei sind die einzelnen Peltier-Elemente in Reihe
nebeneinander und eine Mehrzahl dieser Reihen parallel zueinander
angeordnet. Die einzelnen Peltier-Elemente können bei dieser Anordnung einzeln
oder gemeinsam über
eine geeignete Steuerschaltung angesteuert werden.
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Ein
besonders kompakter Aufbau lässt
sich dadurch realisieren, dass die Peltier-Element-Anordnung zwischen dem der kalten
Seite der Peltier-Element-Anordnung zugeordneten Kühlflüssigkeitskreislauf
und dem der warmen Seite der Peltier-Element-Anordnung zugeordneten Kühlflüssigkeitskreislauf
angeordnet ist.
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In
vorteilhafter und klein bauender Weise kann der der kalten Seite
der Peltier-Element-Anordnung
zugeordnete Kühlflüssigkeitskreislauf
und der der warmen Seite der Peltier-Element-Anordnung zugeordnete
Kühlflüssigkeitskreislauf
jeweils im Wesentlichen lang gestreckt ausgebildet sein. Die beiden
Kühlflüssigkeitskreisläufe können sich
dabei im Wesentlichen parallel zueinander erstrecken. Hierdurch
wird ein lang gestreckter, kompakter Aufbau möglich.
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Gemäß einer
besonders bevorzugten Ausführungsform
kann die Klimatisierungsvorrichtung einen ersten und einen zweiten
Kopplungsbereich aufweisen. Dabei kann in dem ersten Kopplungsbereich die
Peltier-Element-Anordnung an einem Ende des der kalten Seite der
Peltier-Element-Anordnung zugeordneten Kühlflüssigkeitskreislaufs angeordnet und
mit der kalten Seite der Peltier-Element-Anordnung thermisch angekoppelt
sein. Zusätzlich
oder alternativ kann in dem zweiten Kopplungsbereich die Peltier-Element-Anordnung
an einem Ende des der warmen Seite der Peltier-Element-Anordnung zugeordneten Kühlflüssigkeitskreislaufs
angeordnet und mit der warmen Seite der Peltier-Element-Anordnung thermisch
angekoppelt sein.
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Angrenzend
an den ersten Kopplungsbereich kann in einem ersten Pumpbereich
die erste Pumpeinrichtung angeordnet sein. Zusätzlich oder alternativ kann
angrenzend an den zweiten Kopplungsbereich in einem zweiten Pumpbereich
die zweite Pumpeinrichtung angeordnet sein.
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Angrenzend
an den ersten Pumpbereich kann in einem ersten Lüfterbereich die erste Lüfteranordnung
angeordnet sein. Zusätzlich
oder alternativ kann angrenzend an den zweiten Pumpbereich in einem
zweiten Lüfterbereich
die zweite Lüfteranordnung
angeordnet sein.
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Angrenzend
an den ersten Lüfterbereich kann
in einem ersten Wärmetauscherbereich
die Luft-/Flüssigkeits-Wärmetauscher-Anordnung
für die zu
kühlende
Luft angeordnet sein. Zusätzlich
oder alternativ kann angrenzend an den zweiten Lüfterbereich in einem zweiten
Wärmetauscherbereich
die Luft-/Flüssigkeits-Wärmetauscher-Anordnung für die zu
erwärmende
Luft angeordnet sein.
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Angrenzend
an den ersten Wärmetauscherbereich
kann der Kühlluftauslass
angeordnet sein. Zusätzlich
oder alternativ kann angrenzend an den zweiten Wärmetauscherbereich der Warmluftauslass angeordnet
sein.
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Bevorzugtermaßen kann
für einen
kompakten und funktionssicheren Aufbau die Peltier-Element-Anordnung
zwischen dem ersten Kopplungsbereich und dem zweiten Kopplungsbereich
angeordnet sein. Dabei grenzen der erste Kopplungsbereich und der
zweite Kopplungsbereich, der erste Pumpbereich und der zweite Pumpbereich,
der erste Lüfterbereich
und der zweite Lüfterbereich
und der erste Wärmetauscherbereich
und der zweite Wärmetauscherbereich
jeweils aneinander an.
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Gemäß noch einer
weiteren bevorzugten Ausführungsform
kann der der kalten Seite der Peltier-Element-Anordnung zugeordnete
Kühlflüssigkeitskreislauf
in einem ersten Teilgehäuse
angeordnet sein. Zusätzlich
oder alternativ kann der der warmen Seite der Peltier-Element-Anordnung
zugeordnete Kühlflüssigkeitskreislauf
in einem zweiten Teilgehäuse
angeordnet sein. Hierdurch werden leicht herzustellende und einfach
zu handhabende Komponenten gebildet. Wenn das erste Teilgehäuse parallel zum
zweiten Teilgehäuse
und daran angrenzend angeordnet ist, bildet das erste Teilgehäuse zusammen mit
dem zweiten Teilgehäuse
ein Gesamtgehäuse, welches
eine einzige Geräteeinheit
für die
Klimatisierungsvorrichtung bildet. Diese Bauweise der Apparatur
ermöglicht
Teil-, Ein- oder Anbau in Gehäuse, Schränke, Räume und
andere geschlossene Systeme.
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Dabei
können
der erste Kopplungsbereich, der erste Pumpbereich, der erste Lüfterbereich
und der erste Wärmetauscherbereich
im ersten Teilgehäuse
angeordnet sein. Zusätzlich
oder alternativ können
der zweite Kopplungsbereich, der zweite Pumpbereich, der zweite
Lüfterbereich
und der zweite Wärmetauscherbereich
im zweiten Teilgehäuse angeordnet
sein.
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Gemäß einer
herstellungstechnisch einfach umzusetzenden Ausführungsform kann die Anordnung
des ersten Kopplungsbereichs, des ersten Pumpbereichs, des ersten
Lüfterbereich
und des ersten Wärmetauscherbereichs
spiegelsymmetrisch zum zweiten Kopplungsbereich, zum zweiten Pumpbereich,
zum zweiten Lüfterbereich
bzw. zum zweiten Wärmetauscherbereich
aufgebaut sein.
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Gemäß einem
weiteren Grundgedanken der Erfindung kann ein Gehäuse mit
zumindest einer Klimatisierungsvorrichtung als Kühlgerät ausgestattet sein. Dabei
weist zumindest eine Wandung des Gehäuses eine Durchgangsöffnung auf,
an welcher die Klimatisierungsvorrichtung angeordnet ist. Die zu kühlende Luft
wird mittels der Kühlluft-Fördereinrichtung
aus dem Innenraum des Gehäuses
gefördert und über den
Kühlluftauslass
wiederum in den Innenraum des Gehäuses eingeblasen. Die Umgebungsluft
wird mittels der Warmluft-Fördereinrichtung
aus dem Außenraum
des Gehäuses
gefördert
und über den
Warmluftauslass in den Außenraum
des Gehäuses
ausgeblasen.
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Um
eine gegenseitige Beeinflussung der Luftströmungen zu vermeiden, können die
erste Einlassöffnung
für die
zu kühlende
Luft und der Kühlluftauslass
voneinander beabstandet zum Innenraum des Gehäuses hin offen sein. Ebenso
können
die zweite Einlassöffnung
für die
Umgebungsluft und der Warmluftauslass voneinander beabstandet zum
Außenraum
des Gehäuses
hin offen sein.
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Gemäß noch einem
weiteren Grundgedanken der Erfindung kann ein Gehäuse mit
zumindest einer Klimatisierungsvorrichtung als Heizgerät ausgestattet
sein. Dabei weist zumindest eine Wandung des Gehäuses eine Durchgangsöffnung auf,
an welcher die Klimatisierungsvorrichtung angeordnet ist. Dabei
wird die zu erwärmende
Luft mittels der Warmluft-Fördereinrichtung
aus dem Innenraum des Gehäuses
gefördert
und über
den Warmluftauslass in den Innenraum des Gehäuses eingeblasen.
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Um
eine gegenseitige Beeinflussung der Luftströmungen zu vermeiden, können die
zweite Einlassöffnung
für die
zu erwärmende
Luft und der Warmluftauslass voneinander beabstandet zum Inneraum
des Gehäuses
hin offen sein.
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Nachfolgend
wird die Erfindung anhand einer bevorzugten Ausführungsform unter Bezugnahme
auf die beigefügten
Zeichnungen näher
erläutert.
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Es
zeigen:
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1 in
schematischer und geschnittener Draufsicht eine erfindungsgemäße Klimatisierungsvorrichtung,
die an einer Wandung eines Schaltschrankgehäuses angebracht ist;
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2 in
schematischer und geschnittener Ansicht der in der 1 gezeigte
Klimatisierungsvorrichtung in Richtung auf die in 1 rechte,
in den Außenraum
des Gehäuses
weisende Seite; und
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3 in
schematischer und aufgeschnittener Ansicht die in der 1 gezeigte
Klimatisierungsvorrichtung in Richtung auf die in 1 linke,
in den Innenraum des Gehäuses
weisende Seite.
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Die
in den 1 bis 3 gezeigte Klimatisierungsvorrichtung
ist in einer Durchgangsöffnung 64 an
einer Rückwand 60 eines
Schrankgehäuses 62 angeordnet.
Die Klimatisierungsvorrichtung fördert die
zu kühlende
Luft 14a aus dem Innenraum 66 des Gehäuses 62 und
bläst die
gekühlte
Luft 12a wiederum in den Innenraum 66 des Gehäuses 62 ein.
Die Umgebungsluft 12b wird aus dem Außenraum 68 des Gehäuses gefördert und
wiederum in den Außenraum 68 des
Gehäuses 62 ausgeblasen.
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Die
Klimatisierungsvorrichtung weist ein Gesamtgehäuse 48 auf, welches
aus zwei parallel zueinander und aneinander grenzenden Teilgehäusen 46a und 46b aufgebaut
ist. In dem in der Darstellung der 1 unteren
Bereich 38a bzw. 38b ist zwischen den beiden Teilgehäusen 46a und 46b eine
Peltier-Element-Anordnung 18 angeordnet, die als ein flächiges Array
aus einer Mehrzahl einzeln elektrisch kontaktierter Peltier-Elemente
aufgebaut ist. Die Peltier-Element-Anordnung 18 weist eine
in Richtung auf das Teilgehäuse 46a gerichtete
kalte Seite 16a und eine in Richtung auf das Teilgehäuse 46b gerichtete
warme Seite 16a auf. Die Peltier-Element-Anordnung 18 wird über eine
(nicht gezeigte) Steuerelektronik elektrisch angesteuert.
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Nachfolgend
wird der in der Darstellung der 1 im linken,
ersten Teilgehäuse 46a angeordnete Teil
der Klimatisierungsvorrichtung beschrieben. Das erste Teilgehäuse 46a ist
auch in der 3 in Richtung auf die in der 1 linke,
in den Innenraum 66 des Gehäuses 62 weisende Seite
dargestellt.
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In
dem ersten Teilgehäuse 46a ist
ein der kalten Seite 16a der Peltier-Element-Anordnung 18 zugeordneter
Kühlflüssigkeitskreislauf 22a angeordnet. Die
Peltier-Element-Anordnung 18 ist
am in 1 unteren Ende 36a im Kopplungsbereich 38a an
den Kühlflüssigkeitskreislauf 22a zur
Kühlung
der darin geführten
Kühlflüssigkeit 24a thermisch
angekoppelt. Der Kühlflüssigkeitskreislauf 22a ist
in sich geschlossen und im Wesentlichen vertikal lang gestreckt
ausgebildet.
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Angrenzend
an den ersten Kopplungsbereich 38a bzw. in der Darstellung
der 1 darüber angeordnet
ist in einem ersten Pumpbereich 40a eine erste Pumpeinrichtung 30a in
dem Kühlflüssigkeitskreislauf 22a angeordnet.
Der erste Pumpbereich 40a ist räumlich vom ersten Kopplungsbereich 38a getrennt.
Die erste Pumpeinrichtung 30a pumpt die an der kalten Seite 16a der
Peltier-Element-Anordnung 18 gekühlte Kühlflüssigkeit 24a im Kühlflüssigkeitskreislauf 22a um.
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In 1 ist
oberhalb des ersten Pumpbereichs 40a daran angrenzend in
einem ersten Lüfterbereich 42a eine
Kühlluft-Fördereinrichtung 20a mit einer
ersten Radiallüfter-Anordnung 34a angeordnet. Der
ersten Lüfterbereich 42a ist
vom ersten Pumpbereich 40a räumlich und luftdicht getrennt.
In dem ersten Lüfterbereich 42a ist
eine erste Luft-Einlassöffnung 32a im
ersten Teilgehäuse 46a angebracht. Durch
die Einlassöffnung 32a wird
die zu kühlende Luft 14a in
der Darstellung der 1 von links aus dem Innenraum 66 des
Gehäuses 62 durch
die Radiallüfter-Anordnung 34a angesaugt
und weiter in der Darstellung der 1 in Vertikalrichtung
nach oben gefördert.
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Angrenzend
an den ersten Lüfterbereich 42a bzw.
in der Darstellung der 1 darüber angeordnet ist in einem
ersten Wärmetauscherbereich 44a eine
Luft-/Flüssigkeits-Wärmetauscher-Anordnung 28a für die zu
kühlende
Luft 14a im Kühlflüssigkeitskreislauf 22a vorgesehen.
Der erste Wärmetauscherbereich 44a ist
Luft leitend mit dem ersten Lüfterbereich 42a verbunden,
so dass die von der Kühlluft-Fördereinrichtung 20a vertikal
geförderte
Luft in den Wärmetauscherbereich 44a ungehindert
einströmen
kann. Die durch die Radiallüfter-Anordnung 34a angesaugte,
zu kühlende
Luft 14a wird durch den Wärmetauscherbereich 44a hindurch
gefördert
und gibt in der Wärmetauscher-Anordnung 28a Wärme an die
Kühlflüssigkeit 24a ab.
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In
der Darstellung der 1 ist oberhalb des ersten Wärmetauscherbereichs 44a ein
Kühlluftauslass 10a in
Luft leitender Verbindung mit der Luft-/Flüssigkeits-Wärmetauscher-Anordnung 28a und
mit der Kühlluft-Fördereinrichtung 20a angeordnet.
Aus dem Kühlluftauslass 10a wird
die gekühlte Luft 12a in
Richtung des Innenraums 66 des Gehäuses 62 durch die
Kühlluft-Fördereinrichtung 20a ausgeblasen.
Der Kühlluftauslass 10a und
die erste Einlassöffnung 32a für die zu
kühlende
Luft 14a sind beide zum Innenraum 66 des Gehäuses 62 hin
offen und durch den Wärmetauscherbereich 44a voneinander
beabstandet ausgebildet.
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Nachfolgend
wird der in der Darstellung der 1 im rechten,
zweiten Teilgehäuse 46b angeordnete
Teil der Klimatisierungsvorrichtung beschrieben. Das zweite Teilgehäuse 46b ist
auch in der 2 in Richtung auf die in der 1 rechte,
in den Außenraum 68 des
Gehäuses 62 weisende
Seite dargestellt.
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In
dem zweiten Teilgehäuse 46b ist
ein der warmen Seite 16b der Peltier-Element-Anordnung 18 zugeordneter
Kühlflüssigkeitskreislauf 22b angeordnet.
Die Peltier-Element-Anordnung 18 ist
am in 1 unteren Ende 36b im Kopplungsbereich 38b an
den Kühlflüssigkeitskreislauf 22b thermisch
angekoppelt, um Wärme
an die darin geführte
Kühlflüssigkeit 24b abzugeben.
Der Kühlflüssigkeitskreislauf 22b ist
in sich geschlossen und im Wesentlichen vertikal lang gestreckt
ausgebildet.
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Angrenzend
an den zweiten Kopplungsbereich 38b bzw. in der Darstellung
der 1 darüber angeordnet
ist in einem zweiten Pumpbereich 40b eine zweite Pumpeinrichtung 30b in
dem Kühlflüssigkeitskreislauf 22b angeordnet.
Der zweite Pumpbereich 40b ist räumlich vom zweiten Kopplungsbereich 38b getrennt.
Die zweite Pumpeinrichtung 30b pumpt die an der warmen
Seite 16b der Peltier-Element-Anordnung 18 erwärmte Kühlflüssigkeit 24b im Kühlflüssigkeitskreislauf 22b um.
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In 1 ist
oberhalb des zweiten Pumpbereichs 40b daran angrenzend
in einem zweiten Lüfterbereich 42b eine
Warmluft-Fördereinrichtung 20b mit
einer zweiten Radiallüfter-Anordnung 34b angeordnet.
Der zweite Lüfterbereich 42b ist
vom zweiten Pumpbereich 40b räumlich und luftdicht getrennt.
In dem zweiten Lüfterbereich 42b ist
eine zweite Luft-Einlassöffnung 32b im
zweiten Teilgehäuse 46b angebracht.
Durch die Einlassöffnung 32b wird
die Luft 14b in der Darstellung der 1 von rechts
aus dem Außenraum 68 des
Gehäuses 62 durch
die Radiallüfter-Anordnung 34b angesaugt
und weiter in der Darstellung der 1 in Vertikalrichtung
nach oben gefördert.
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Angrenzend
an den zweiten Lüfterbereich 42b bzw.
in der Darstellung der 1 darüber angeordnet ist in einem
zweiten Wärmetauscherbereich 44b eine
Luft-/Flüssigkeits-Wärmetauscher-Anordnung 28b im
Kühlflüssigkeitskreislauf 22b angeordnet.
Der zweite Wärmetauscherbereich 44b ist
Luft leitend mit dem zweiten Lüfterbereich 42b verbunden,
so dass die von der Warmluft-Fördereinrichtung 20b vertikal
geförderte
Luft in den Wärmetauscherbereich 44b ungehindert
einströmen
kann. Die durch die Radiallüfter-Anordnung 34b angesaugte
Luft 14b wird durch den Wärmetauscherbereich 44b hindurch gefördert und
nimmt in der Wärmetauscher-Anordnung 28b Wärme aus
der Kühlflüssigkeit 24b auf.
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In
der Darstellung der 1 ist oberhalb des zweiten Wärmetauscherbereichs 44b ein
Warmluftauslass 10b in Luft leitender Verbindung mit der Luft-/Flüssigkeits-Wärmetauscher-Anordnung 28b und
mit der Warmluft-Fördereinrichtung 20b angeordnet.
Aus dem Warmluftauslass 10a wird die erwärmte Luft 12b in
Richtung des Außenraums 68 des Gehäuses 62 durch
die Warmluft-Fördereinrichtung 20b ausgeblasen.
Der Warmluftauslass 10b und die zweite Einlassöffnung 32b für die zu
erwärmende Luft 14b sind
beide zum Außenraum 68 des
Gehäuses 62 hin
offen und durch den zweiten Wärmetauscherbereich 44b voneinander
beabstandet ausgebildet.
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Der
der kalten Seite 16a der Peltier-Element-Anordnung 18 zugeordnete,
im ersten Teilgehäuse 46a angeordnete
Kühlflüssigkeitskreislauf 22a und
der der warmen Seite 16b der Peltier-Element-Anordnung 18 zugeordnete,
im zweiten Teilgehäuse 46b angeordnete
Kühlflüssigkeitskreislauf 22b sind
räumlich
und thermisch voneinander getrennt und jeweils in sich geschlossen.
Der Kühlflüssigkeitskreislauf 22a und
der Kühlflüssigkeitskreislauf 22b erstrecken
sich im Wesentlichen parallel zueinander.
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Die
Peltier-Element-Anordnung 18 ist zwischen dem Kühlflüssigkeitskreislauf 22a im
ersten Kopplungsbereich 38a und dem Kühlflüssigkeitskreislauf 22b im
zweiten Kopplungsbereich 38b angeordnet.
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Der
erste Kopplungsbereich 38a und der zweite Kopplungsbereich 38b,
der erste Pumpbereich 40a und der zweite Pumpbereich 40b,
der erste Lüfterbereich 42a und
der zweite Lüfterbereich 42b und
der erste Wärmetauscherbereich 44a und
der zweite Wärmetauscherbereich 44a grenzen
jeweils aneinander.
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Die
erste Pumpeinrichtung und die zweite Pumpeinrichtung werden unabhängig voneinander angetrieben
und von einer (nicht gezeigten) Steuerschaltung elektrisch angesteuert.
Alternativ können die
erste Pumpeinrichtung und die zweite Pumpeinrichtung gemeinsam,
beispielsweise durch eine gemeinsame Antriebseinheit, angetrieben
werden.
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Auch
die erste Lüfteranordnung
und die zweite Lüfteranordnung
werden unabhängig
voneinander angetrieben und von einer (nicht gezeigten) Steuerschaltung
elektrisch angesteuert. Alternativ können auch die erste Lüfteranordnung
und die zweite Lüfteranordnung
gemeinsam angetrieben werden.
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Die
Anordnung des ersten Kopplungsbereichs 38a, des ersten
Pumpbereichs 40a, des ersten Lüfterbereich 42a und
des ersten Wärmetauscherbereichs 44a sind
spiegelsymmetrisch zum zweiten Kopplungsbereich 38b, zum
zweiten Pumpbereich 40a, zum zweiten Lüfterbereich 42b bzw.
zum zweiten Wärmetauscherbereich 44b aufgebaut.
Die durch die Peltier-Element-Anordnung 18 aufgespannte
Fläche
bildet dabei die Symmetriefläche 50.
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Die
anhand der 1 bis 3 vorstehend beschriebene
Klimatisierungseinrichtung ist in der dargestellten Ausführungsform
als Kühlgerät für den Innenraum 66 des
Schaltschrankgehäuses 62 eingesetzt.
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In
einer alternativen (nicht dargestellten) Ausführungsform kann die Klimatisierungseinrichtung
auch als Heizeinrichtung für
einen geschlossenen Raum oder ein Gehäuse eingesetzt werden.
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Dabei
sind die Luft führenden
Anschlüsse der
Klimatisierungseinrichtung im Vergleich zu der in den 1 bis 3 gezeigten
Ausführungsform
anders angeschlossen. Bei einer Heizeinrichtung wird die zu erwärmende Luft
mittels der Warmluft-Fördereinrichtung
aus dem Innenraum des zu heizenden Raumes oder Gehäuses gefördert und
wiederum über
den Warmluftauslass in den Innenraum des Raumes oder Gehäuses eingeblasen.
Somit ist für ein
Heizgerät
die beispielsweise in der 1 gezeigte
zweite Einlassöffnung 32b für die zu
erwärmende Luft
und der Warmluftauslass 10b mit dem Innenraum des Raumes
oder Gehäuses
verbunden. Die Einlassöffnung 32a und
der Kühlluftauslass 10a sind mit
dem Außenraum
verbunden.
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In
einer weiteren alternativen (nicht dargestellten) Ausführungsform
können
der Kaltluftauslass 10a und der Warmluftauslass 10b mit
einer gemeinsamen Mischkammer oder dergleichen Mischeinrichtung
verbunden werden, um je nach den zugeführten beiderseitigen Luftmengen
eine Luftströmung
mit einer Mischtemperatur zur Verfügung stellen zu können. Zusätzlich kann
hier eine elektronische Temperatursteuerung oder -regelung zum Einsatz
kommen.
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Schließlich kann
gemäß einer
weiteren alternativen (nicht dargestellten) Ausführungsform entweder die beispielsweise
in 1 gezeigte Anordnung im ersten Teilgehäuse 46a bei
Verwendung als Heizgerät
oder die Anordnung im zweiten Teilgehäuse 46b bei Verwendung
als Kühlgerät ausgelassen
und durch eine alternative Anordnung ersetzt werden. Beispielsweise
kann alternativ eine einfache Anordnung von Lüftern für den gewünschten Wärmeübertrag auf der nicht genutzten
Seite dienen.
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Die
vorstehend beschrieben Klimatisierungseinrichtung kann beispielsweise
bei der Klimatisierung von Schaltschränken, als CPU-Kühler, als
Luftentfeuchter, in Klimaanlagen für Kraftfahrzeuge oder Räume oder
zur Klimatisierung einzelner Objekte eingesetzt werden.