DE102018219714A1 - Heat transfer device for a fluid exchange device - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung geht aus von einer Wärmeübertragervorrichtung für eine Fluidaustauschvorrichtung, insbesondere für eine Lüftungsanlage, zu einer Temperierung eines durch die Fluidaustauschvorrichtung strömenden Fluids (14a; 14b, 14b'; 14c, 14c'), mit zumindest einem Einlasskanal (16a; 16b, 16b';16c, 16c') zu einer Führung des Fluids (14a; 14b, 14b'; 14c, 14c'), mit zumindest einem Auslasskanal (18a; 18b, 18b'; 18c, 18c'), insbesondere zu einer Rückführung des Fluids (14a; 14b, 14b'), und mit zumindest einer zwischen dem Einlasskanal (16a; 16b, 16b'; 16c, 16c') und dem Auslasskanal (18a; 18b, 18b'; 18c, 18c') angeordneten Wärmeleiteinheit (20a; 20b, 20b'; 20c, 20c') zu einem Austausch von Wärme zwischen dem Einlasskanal (16a; 16b, 16b'; 16c, 16c') und dem Auslasskanal (18a; 18b, 18b'; 18c, 18c').
Es wird vorgeschlagen, dass die Wärmeübertragervorrichtung zumindest ein innerhalb der Wärmeleiteinheit (20a; 20b, 20b'; 20c, 20c') angeordnetes schwingungsfähiges Membranelement (22a; 22c, 22c') zu einer schwingungspositionsabhängigen Wärmeleitung zwischen dem Membranelement (22a; 22c, 22c') und dem Einlasskanal (16a; 16b, 16b'; 16c, 16c') und/oder dem Auslasskanal (18a; 18b, 18b'; 18c, 18c') umfasst.
The invention relates to a heat transfer device for a fluid exchange device, in particular for a ventilation system, for tempering a fluid (14a; 14b, 14b '; 14c, 14c') flowing through the fluid exchange device, with at least one inlet channel (16a; 16b, 16b ') ; 16c, 16c ') for guiding the fluid (14a; 14b, 14b'; 14c, 14c '), with at least one outlet channel (18a; 18b, 18b'; 18c, 18c '), in particular for returning the fluid ( 14a; 14b, 14b '), and with at least one heat conducting unit (20a; 20b) arranged between the inlet duct (16a; 16b, 16b'; 16c, 16c ') and the outlet duct (18a; 18b, 18b'; 18c, 18c ') , 20b '; 20c, 20c') for an exchange of heat between the inlet duct (16a; 16b, 16b '; 16c, 16c') and the outlet duct (18a; 18b, 18b '; 18c, 18c').
It is proposed that the heat transfer device has at least one vibratory membrane element (22a; 22c, 22c ') arranged within the heat conduction unit (20a; 20b, 20b'; 20c, 20c ') for heat conduction depending on the vibration position between the membrane element (22a; 22c, 22c') ) and the inlet channel (16a; 16b, 16b '; 16c, 16c') and / or the outlet channel (18a; 18b, 18b '; 18c, 18c').
Description
Stand der TechnikState of the art
Es ist bereits eine Wärmeübertragervorrichtung für eine Fluidaustauschvorrichtung zu einer Temperierung eines durch die Fluidaustauschvorrichtung strömenden Fluids mit zumindest einem Einlasskanal zu einer Führung des Fluids, mit zumindest einem Auslasskanal, insbesondere zu einer Rückführung des Fluids, und mit zumindest einer zwischen dem Einlasskanal und dem Auslasskanal angeordneten Wärmeleiteinheit zu einem Austausch von Wärme zwischen dem Einlasskanal und dem Auslasskanal vorgeschlagen worden.It is already a heat transfer device for a fluid exchange device for tempering a fluid flowing through the fluid exchange device with at least one inlet channel for guiding the fluid, with at least one outlet channel, in particular for returning the fluid, and with at least one arranged between the inlet channel and the outlet channel Thermal conduction unit for exchanging heat between the inlet duct and the outlet duct has been proposed.
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Die Erfindung geht aus von einer Wärmeübertragervorrichtung für eine Fluidaustauschvorrichtung, insbesondere für eine Lüftungsanlage, zu einer Temperierung eines durch die Fluidaustauschvorrichtung strömenden Fluids, mit zumindest einem Einlasskanal zu einer Führung des Fluids, mit zumindest einem Auslasskanal, insbesondere zu einer Rückführung des Fluids, und mit zumindest einer zwischen dem Einlasskanal und dem Auslasskanal angeordneten Wärmeleiteinheit zu einem Austausch von Wärme zwischen dem Einlasskanal und dem Auslasskanal.The invention relates to a heat transfer device for a fluid exchange device, in particular for a ventilation system, for tempering a fluid flowing through the fluid exchange device, with at least one inlet channel for guiding the fluid, with at least one outlet channel, in particular for returning the fluid, and with at least one heat conduction unit arranged between the inlet duct and the outlet duct for exchanging heat between the inlet duct and the outlet duct.
Es wird vorgeschlagen, dass die Wärmeübertragervorrichtung zumindest ein innerhalb der Wärmeleiteinheit angeordnetes schwingungsfähiges Membranelement zu einer schwingungspositionsabhängigen Wärmeleitung zwischen dem Membranelement und dem Einlasskanal und/oder dem Auslasskanal aufweist. It is proposed that the heat transfer device has at least one vibratable membrane element arranged within the heat conduction unit for heat conduction dependent on the vibration position between the membrane element and the inlet channel and / or the outlet channel.
Unter einer „Fluidaustauschvorrichtung“ soll insbesondere eine Vorrichtung zu einem Austausch eines sich in einem baulich abgegrenzten Raum, beispielsweise einem Behälter, einem Container, einem Zimmer und/oder einem Gebäude, befindlichen Fluids verstanden werden. Insbesondere ist die Fluidaustauschvorrichtung zu einem Betrieb mit einem Fluidreservoir, insbesondere einer Außenluft, verbunden. Beispielsweise ist die Fluidaustauschvorrichtung als Stoffaustauschvorrichtung ausgebildet. Vorzugsweise ist die Fluidaustauschvorrichtung, insbesondere die als Stoffaustauschvorrichtung ausgebildete Fluidaustauschvorrichtung, zu einem direkten Stoffaustausch zwischen dem Raum und dem Fluidreservoir vorgesehen. Insbesondere sind/ist der Einlasskanal und/oder der Auslasskanal dazu vorgesehen, den Raum fluidtechnisch mit dem Fluidreservoir zu verbinden. Vorzugsweise ist das Fluid als Luft, insbesondere als ein atembares Gasgemisch, ausgebildet. Vorzugsweise ist die Wärmeübertragervorrichtung dazu vorgesehen, das in den Raum strömende Fluid zu temperieren. Vorzugsweise ist der Einlasskanal dazu vorgesehen, das in den Raum einströmende Fluid entlang der Wärmeleiteinheit zu führen. Vorzugsweise ist der Auslasskanal dazu vorgesehen, das aus den Raum ausströmende Fluid entlang der Wärmeleiteinheit zu führen. Vorzugsweise ist die Wärmeübertragervorrichtung dazu vorgesehen, Wärmeenergie an das den Einlasskanal durchströmende Fluid abzugeben und/oder von dem den Einlasskanal durchströmenden Fluid aufzunehmen. Vorzugsweise ist die Wärmeübertragervorrichtung dazu vorgesehen, Wärme zwischen dem in den Raum einströmenden und dem aus dem Raum ausströmenden Fluid auszutauschen.A “fluid exchange device” is to be understood in particular to mean a device for exchanging a fluid located in a structurally delimited space, for example a container, a container, a room and / or a building. In particular, the fluid exchange device is connected to an operation with a fluid reservoir, in particular outside air. For example, the fluid exchange device is designed as a mass transfer device. The fluid exchange device, in particular the fluid exchange device designed as a mass exchange device, is preferably provided for a direct mass exchange between the space and the fluid reservoir. In particular, the inlet channel and / or the outlet channel are / are provided for fluidically connecting the space to the fluid reservoir. The fluid is preferably designed as air, in particular as a breathable gas mixture. The heat transfer device is preferably provided for tempering the fluid flowing into the room. The inlet duct is preferably provided to guide the fluid flowing into the space along the heat conduction unit. The outlet channel is preferably provided to guide the fluid flowing out of the space along the heat conduction unit. The heat transfer device is preferably provided to deliver thermal energy to the fluid flowing through the inlet channel and / or to absorb it from the fluid flowing through the inlet channel. The heat transfer device is preferably provided for exchanging heat between the fluid flowing into the space and the fluid flowing out of the space.
Vorteilhafterweise kann zu einer, insbesondere alternativen, erfindungsgemäßen Lösung der Aufgabe einer effizienten, steuerbaren und/oder umweltschonenden Temperierung eines Raums, insbesondere einer Wärmeübertragung auf das Fluid und/oder von dem Fluid innerhalb des Raums, die Wärmeübertragervorrichtung unabhängig von einer Ausrichtung des Auslasskanals und/oder des Einlasskanals, insbesondere relativ zu dem Raum, gestaltet werden. Insbesondere können eine Einlassöffnung und eine Ausgangsöffnung des Einlasskanals beide auf einer dem Raum zugewandten Seite der Wärmeübertragervorrichtung oder auf unterschiedlichen Seiten der Wärmeübertragervorrichtung angeordnet sein. Insbesondere können eine Einlassöffnung und eine Ausgangsöffnung des Auslasskanals beide auf einer dem Raum zugewandten Seite der Wärmeübertragervorrichtung oder auf unterschiedlichen Seiten der Wärmeübertragervorrichtung angeordnet sein. Insbesondere ist in einer weiteren Ausgestaltung die Fluidaustauschvorrichtung als Fluidaufbereitungsvorrichtung ausgebildet. Bevorzugt ist die Fluidaustauschvorrichtung, insbesondere in der weiteren Ausgestaltung, dazu vorgesehen, das Fluid aus dem Raum zumindest teilweise der Wärmeübertragervorrichtung zuzuführen, dort aufzubereiten, insbesondere zu temperieren, und in den Raum zurückzuführen. Vorzugsweise weist die Wärmeübertragervorrichtung, bei einer Ausgestaltung der Fluidaustauschvorrichtung als Fluidaufbereitungsvorrichtung, zu einer Temperierung eines durch die Fluidaustauschvorrichtung strömenden Fluids zumindest einen Einlasskanal zu einer Führung des Fluids, zumindest einen Auslasskanal, insbesondere zu einer Führung eines weiteren Fluids, zumindest eine zwischen dem Einlasskanal und dem Auslasskanal angeordnete Wärmeleiteinheit zu einem Austausch von Wärme zwischen dem Einlasskanal und dem Auslasskanal und zumindest ein innerhalb der Wärmeleiteinheit angeordnetes schwingungsfähiges Membranelement zu einer schwingungspositionsabhängigen Wärmeleitung zwischen dem Membranelement und dem Einlasskanal und/oder dem Auslasskanal auf. Vorzugsweise ist der Einlasskanal dazu vorgesehen, das aus dem Raum in die Fluidaustauschvorrichtung einströmende Fluid entlang der Wärmeleiteinheit zu führen. Vorzugsweise ist der Auslasskanal dazu vorgesehen, das aus dem Fluidreservoir in die Fluidaustauschvorrichtung einströmende weitere Fluid entlang der Wärmeleiteinheit zu führen. Vorzugsweise ist die Wärmeübertragervorrichtung dazu vorgesehen, Wärmeenergie an das den Einlasskanal durchströmende Fluid abzugeben und/oder von dem den Einlasskanal durchströmenden Fluid aufzunehmen. Vorzugsweise ist die Wärmeübertragervorrichtung dazu vorgesehen, Wärmeenergie zwischen dem Raum und dem Fluidreservoir auszutauschen. Es ist denkbar, dass der Raum und das Fluidreservoir dasselbe Fluid enthalten, insbesondere dass das weitere Fluid gleich dem Fluid ist.Advantageously, in order to achieve an, in particular alternative, solution according to the invention, the task of efficient, controllable and / or environmentally friendly temperature control of a room, in particular heat transfer to the fluid and / or from the fluid within the room, the heat transfer device can be carried out independently of an orientation of the outlet channel and / or the inlet channel, in particular relative to the room. In particular, an inlet opening and an outlet opening of the inlet channel can both be arranged on a side of the heat transfer device facing the space or on different sides of the heat transfer device. In particular, an inlet opening and an outlet opening of the outlet channel can both be arranged on a side of the heat transfer device facing the space or on different sides of the heat transfer device. In particular, in a further embodiment, the fluid exchange device is designed as a fluid treatment device. The fluid exchange device, in particular in the further embodiment, is preferably provided to at least partially supply the fluid from the room to the heat transfer device, to prepare it there, in particular to temper it, and to return it to the room. In one configuration of the fluid exchange device as a fluid treatment device, the heat transfer device preferably has at least one inlet channel for guiding the fluid, at least one outlet channel, in particular for guiding another fluid, for tempering a fluid flowing through the fluid exchange device, at least one between the inlet channel and the Outlet duct arranged heat conduction unit for an exchange of heat between the inlet duct and the outlet duct and at least one vibratory membrane element arranged within the heat conduction unit for a heat conduction dependent on the vibration position between the membrane element and the inlet duct and / or the outlet duct. The inlet duct is preferably provided for this purpose, from the room into the Fluid exchange device to guide incoming fluid along the heat conduction unit. The outlet channel is preferably provided to guide the further fluid flowing into the fluid exchange device from the fluid reservoir along the heat conduction unit. The heat transfer device is preferably provided to deliver thermal energy to the fluid flowing through the inlet channel and / or to absorb it from the fluid flowing through the inlet channel. The heat transfer device is preferably provided to exchange thermal energy between the space and the fluid reservoir. It is conceivable that the space and the fluid reservoir contain the same fluid, in particular that the further fluid is the same as the fluid.
Vorzugsweise umfasst die Wärmeübertragervorrichtung zumindest zwei Fluidkanäle, insbesondere den Auslasskanal und den Einlasskanal. Die Bezeichnungen Einlasskanal und Auslasskanal dienen dabei lediglich der Unterscheidung und sind prinzipiell austauschbar. Vorzugsweise umfasst ein Fluidkanal der Wärmeübertragervorrichtung, insbesondere der Auslasskanal und/oder der Einlasskanal, zumindest ein Schlauchelement, ein Rohrelement, ein Schachtelement und/oder ein anderes, dem Fachmann als sinnvoll erscheinendes Kanalelement zu einer Führung des Fluids. Alternativ sind/ist der Einlasskanal und/oder der Auslasskanal offen ausgebildet, insbesondere zu einer freien Konvektion des Fluids entlang einer Oberfläche des Einlasskanals und/oder des Auslasskanals. Vorzugsweise umfasst ein, insbesondere offener, Fluidkanal der Wärmeübertragervorrichtung, insbesondere der Auslasskanal und/oder der Einlasskanal, zumindest ein Rippenelement, ein Stegelement, ein Lamellenelement und/oder ein anderes Strukturelement zu einer Führung des Fluids entlang einer Oberfläche. Vorzugsweise ist ein Fluidkanal der Wärmeübertragervorrichtung, insbesondere der Auslasskanal und/oder der Einlasskanal, flächig ausgebildet, insbesondere als Flachkanal, Flachrohr o.dgl., und/oder flächig angeordnet, insbesondere schlangenlinienförmig, verästelnd o. dgl. Darunter, dass ein Objekt „flächig ausgebildet und/oder angeordnet“ ist, soll verstanden werden, dass eine kleinste charakteristische Kantenlängen eines kleinsten gedachten Quaders, der das Objekt vollständig umschließt, zumindest um den Faktor 2, bevorzugt zumindest um den Faktor 5, besonders bevorzugt zumindest um den Faktor 10, kleiner ist als die nächst größere charakteristische Kantenlänge. Vorzugsweise sind der Einlasskanal und der Auslasskanal fluidtechnisch getrennt voneinander ausgebildet. Insbesondere sind der Auslasskanal und/oder der Einlasskanal, insbesondere eine größte Außenfläche des Auslasskanals und eine größte Außenfläche des Einlasskanals, zumindest im Wesentlichen parallel oder konzentrisch zueinander angeordnet. Unter einer „größten Außenfläche“ eines flächig angeordneten Objekts soll insbesondere die größte Außenfläche eines kleinsten gedachten Quaders, der das Objekt vollständig umschließt, verstanden werden. Unter „im Wesentlichen parallel“ soll hier insbesondere eine Ausrichtung einer Richtung relativ zu einer Bezugsrichtung, insbesondere in einer Ebene, verstanden werden, wobei die Richtung gegenüber der Bezugsrichtung eine Abweichung insbesondere kleiner als 8°, vorteilhaft kleiner als 5° und besonders vorteilhaft kleiner als 2° aufweist. Vorzugsweise sind eine Auslassöffnung und eine Einlassöffnung des Einlasskanals und eine Auslassöffnung und eine Einlassöffnung des Auslasskanals zu einer Verwirklichung eines Gegenstromprinzips und/oder eines Kreuzstromprinzips ausgerichtet.The heat transfer device preferably comprises at least two fluid channels, in particular the outlet channel and the inlet channel. The terms inlet duct and outlet duct only serve to differentiate and are in principle interchangeable. Preferably, a fluid channel of the heat transfer device, in particular the outlet channel and / or the inlet channel, comprises at least one hose element, a tube element, a shaft element and / or another channel element that appears useful to the person skilled in the art for guiding the fluid. Alternatively, the inlet channel and / or the outlet channel are / are designed to be open, in particular for free convection of the fluid along a surface of the inlet channel and / or the outlet channel. A, in particular open, fluid channel of the heat transfer device, in particular the outlet channel and / or the inlet channel, preferably comprises at least one rib element, a web element, a lamella element and / or another structural element for guiding the fluid along a surface. Preferably, a fluid channel of the heat exchanger device, in particular the outlet channel and / or the inlet channel, is of flat design, in particular as a flat channel, flat tube or the like, and / or is arranged in a flat manner, in particular in a serpentine manner, branching or the like formed and / or arranged ”, it should be understood that a smallest characteristic edge length of a smallest imaginary cuboid, which completely surrounds the object, is at least smaller by a factor of 2, preferably at least by a factor of 5, particularly preferably at least by a factor of 10 is the next larger characteristic edge length. The inlet duct and the outlet duct are preferably designed to be separate from one another in terms of fluid technology. In particular, the outlet duct and / or the inlet duct, in particular a largest outer surface of the outlet duct and a largest outer surface of the inlet duct, are arranged at least substantially parallel or concentrically to one another. A “largest outer surface” of a flatly arranged object is to be understood in particular as the largest outer surface of a smallest imaginary cuboid, which completely surrounds the object. “Essentially parallel” is to be understood here to mean, in particular, an orientation of a direction relative to a reference direction, in particular in a plane, the direction relative to the reference direction being a deviation in particular less than 8 °, advantageously less than 5 ° and particularly advantageously less than 2 °. An outlet opening and an inlet opening of the inlet duct and an outlet opening and an inlet opening of the outlet duct are preferably aligned to implement a countercurrent principle and / or a cross-flow principle.
Vorzugsweise umfasst die Wärmeleiteinheit zumindest eine Einlasskontakteinheit. Vorzugsweise ist die Einlasskontakteinheit an dem Einlasskanal, insbesondere an der größten Außenfläche des Einlasskanals, angeordnet, insbesondere zu einem durch Wärmeleitung realisierten Wärmeaustausch zwischen der Einlasskontakteinheit und dem Einlasskanal. Insbesondere ist die Einlasskontakteinheit an einer Einlasskanalwand des Einlasskanals angeordnet. Es ist denkbar, dass die Einlasskontakteinheit und die Einlasskanalwand zumindest teilweise einstückig ausgebildet sind. Vorzugsweise umfasst die Wärmeleiteinheit zumindest eine Auslasskontakteinheit. Vorzugsweise ist die Auslasskontakteinheit an dem Auslasskanal, insbesondere an der größten Außenfläche des Auslasskanals, angeordnet, insbesondere zu einem durch Wärmeleitung realisierten Wärmeaustausch zwischen der Auslasskontakteinheit und dem Auslasskanal. Insbesondere ist die Auslasskontakteinheit an einer Auslasskanalwand des Auslasskanals angeordnet. Es ist denkbar, dass die Auslasskontakteinheit und die Auslasskanalwand zumindest teilweise einstückig ausgebildet sind. Vorzugsweise ist das Membranelement zwischen der Auslasskontakteinheit und der Einlasskontakteinheit angeordnet. Vorzugsweise ist das Membranelement schwingungsfähig zwischen der Auslasskontakteinheit und der Einlasskontakteinheit gelagert. Vorzugsweise berührt das Membranelement in zumindest einer Auslassposition einer Schwingung des Membranelements die Auslasskontakteinheit. Vorzugsweise berührt das Membranelement in zumindest einer Einlassposition der Schwingung des Membranelements, die insbesondere von der Auslassposition verschieden ist, die Einlasskontakteinheit. Vorzugsweise berührt das Membranelement in der Einlassposition und in der Auslassposition entweder die Auslasskontakteinheit oder die Einlasskontakteinheit. Es ist auch denkbar, dass das Membranelement einen Lager- und/oder Fixierbereich aufweist, der unabhängig von der aktuellen Schwingungsposition in Kontakt mit der Einlasskontakteinheit und/oder der Auslasskontakteinheit steht. Vorzugsweise umfasst der Lager- und/oder Fixierbereich weniger als 25 %, bevorzugt weniger als 15 %, besonders bevorzugt weniger als 5 % einer Gesamtoberfläche des Membranelements. Vorzugsweise ist das Membranelement dazu vorgesehen, in der Auslassposition Wärme mit der Auslasskontakteinheit auszutauschen. Vorzugsweise ist das Membranelement dazu vorgesehen, in der Einlassposition Wärme mit der Einlasskontakteinheit auszutauschen. Vorzugsweise ist das Membranelement zu einem über die Schwingung vermittelten Wärmetransport zwischen dem Einlasskanal, insbesondere der Einlasskontakteinheit, und dem Auslasskanal, insbesondere der Auslasskontakteinheit, vorgesehen.The heat conduction unit preferably comprises at least one inlet contact unit. The inlet contact unit is preferably arranged on the inlet channel, in particular on the largest outer surface of the inlet channel, in particular for heat exchange between the inlet contact unit and the inlet channel, which is realized by heat conduction. In particular, the inlet contact unit is arranged on an inlet channel wall of the inlet channel. It is conceivable that the inlet contact unit and the inlet channel wall are at least partially formed in one piece. The heat conduction unit preferably comprises at least one outlet contact unit. The outlet contact unit is preferably arranged on the outlet channel, in particular on the largest outer surface of the outlet channel, in particular for heat exchange between the outlet contact unit and the outlet channel, which is realized by heat conduction. In particular, the outlet contact unit is arranged on an outlet channel wall of the outlet channel. It is conceivable that the outlet contact unit and the outlet channel wall are at least partially formed in one piece. The membrane element is preferably arranged between the outlet contact unit and the inlet contact unit. The membrane element is preferably mounted such that it can vibrate between the outlet contact unit and the inlet contact unit. The membrane element preferably touches the outlet contact unit in at least one outlet position of vibration of the membrane element. The membrane element preferably touches the inlet contact unit in at least one inlet position of the vibration of the membrane element, which differs in particular from the outlet position. The membrane element preferably touches either the outlet contact unit or the inlet contact unit in the inlet position and in the outlet position. It is also conceivable that the membrane element has a bearing and / or fixing area that is in contact with the inlet contact unit and / or the outlet contact unit regardless of the current vibration position. The storage and / or fixing area preferably comprises less than 25%, preferably less than 15%, particularly preferably less than 5% a total surface of the membrane element. The membrane element is preferably provided for exchanging heat with the outlet contact unit in the outlet position. The membrane element is preferably provided for exchanging heat with the inlet contact unit in the inlet position. The membrane element is preferably provided for heat transport mediated via the vibration between the inlet channel, in particular the inlet contact unit, and the outlet channel, in particular the outlet contact unit.
Vorzugsweise ist das Membranelement flächig ausgebildet. Vorzugsweise ist eine größte Außenfläche des Membranelements zumindest in einer Schwingungsposition, insbesondere in einer Ruhelage, zumindest im Wesentlichen parallel oder konzentrisch zur größten Außenfläche des Auslasskanals und/oder zur größten Außenfläche des Einlasskanals angeordnet. Vorzugsweise ist eine Hauptschwingungsrichtung des Membranelements zumindest im Wesentlichen senkrecht zu der größten Außenfläche des Membranelements. Vorzugsweise umfasst das Membranelement eine einlassseitige Kontaktfläche, die zu einem Kontakt mit der Einlasskontakteinheit, insbesondere mit einem Kontaktelement der Einlasskontakteinheit, vorgesehen ist. Vorzugsweise umfasst das Membranelement eine auslassseitige Kontaktfläche, die zu einem Kontakt mit der Auslasskontakteinheit, insbesondere mit einem Kontaktelement der Auslasskontakteinheit, vorgesehen ist. Vorzugsweise ist die einlassseitige oder die auslassseitige Kontaktfläche Teil der größten Außenfläche des Membranelements oder zumindest im Wesentlichen parallel zur größten Außenfläche des Membranelements angeordnet. Der Ausdruck „im Wesentlichen senkrecht“ soll hier insbesondere eine Ausrichtung einer Richtung relativ zu einer Bezugsrichtung definieren, wobei die Richtung und die Bezugsrichtung, insbesondere in einer Ebene betrachtet, einen Winkel von 90° einschließen und der Winkel eine maximale Abweichung von insbesondere kleiner als 8°, vorteilhaft kleiner als 5° und besonders vorteilhaft kleiner als 2° aufweist.The membrane element is preferably flat. A largest outer surface of the membrane element is preferably arranged at least in a vibration position, in particular in a rest position, at least substantially parallel or concentrically to the largest outer surface of the outlet duct and / or to the largest outer surface of the inlet duct. A main direction of vibration of the membrane element is preferably at least substantially perpendicular to the largest outer surface of the membrane element. The membrane element preferably comprises an inlet-side contact surface which is provided for contact with the inlet contact unit, in particular with a contact element of the inlet contact unit. The membrane element preferably comprises an outlet-side contact surface which is provided for contact with the outlet contact unit, in particular with a contact element of the outlet contact unit. Preferably, the inlet-side or outlet-side contact surface is part of the largest outer surface of the membrane element or at least substantially parallel to the largest outer surface of the membrane element. The expression “essentially vertical” is intended here to define in particular an orientation of a direction relative to a reference direction, the direction and the reference direction, viewed in particular in one plane, enclosing an angle of 90 ° and the angle a maximum deviation of in particular less than 8 °, advantageously less than 5 ° and particularly advantageously less than 2 °.
Unter „vorgesehen“ soll insbesondere speziell programmiert, speziell eingerichtet, speziell ausgelegt und/oder speziell ausgestattet verstanden werden. Darunter, dass ein Objekt zu einer bestimmten Funktion vorgesehen ist, soll insbesondere verstanden werden, dass das Objekt diese bestimmte Funktion in zumindest einem Anwendungs- und/oder Betriebszustand erfüllt und/oder ausführt.“Provided” is to be understood in particular to mean specially programmed, specially set up, specially designed and / or specially equipped. The fact that an object is provided for a specific function should in particular be understood to mean that the object fulfills and / or executes this specific function in at least one application and / or operating state.
Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Wärmeübertragervorrichtung kann eine Wärmeleitung zwischen dem Auslasskanal und dem Einlasskanal vorteilhaft flexibel gestaltet werden. Insbesondere kann eine während eines Betriebs vorteilhaft anpassbare Wärmeleitfähigkeit der Wärmeleiteinheit realisiert werden. Vorteilhaft kann auf umweltschädliche Kälte- und/oder Lösungsmittel zu einem Wärmeaustausch verzichtet werden. Darüber hinaus kann eine vorteilhaft geräuscharme Wärmeübertragervorrichtung bereitgestellt werden.Due to the design of the heat transfer device according to the invention, heat conduction between the outlet duct and the inlet duct can advantageously be made flexible. In particular, a heat conductivity of the heat conduction unit which can advantageously be adapted during operation can be realized. Environmentally harmful refrigerants and / or solvents for heat exchange can advantageously be dispensed with. In addition, an advantageously low-noise heat transfer device can be provided.
Weiter wird vorgeschlagen, dass das Membranelement zumindest ein thermokalorisch aktives Material aufweist, insbesondere vollständig daraus ausgebildet ist. Unter einem „thermokalorisch aktiven Material“ soll insbesondere ein Material verstanden werden, das seine Temperatur und/oder die in ihm gespeicherte Wärmemenge abhängig von einem Umgebungs- und/oder Zustandsparameter des Materials ändert, welcher insbesondere von einer Temperatur, einer Wärmemenge und/oder einer Wärmestrahlung unterschiedlich ausgebildet ist. Insbesondere ist das thermokalorisch aktive Material unabhängig von einer Wärmeübertragung, insbesondere von einer Wärmeleitung, von einer Konvektion eines Wärmeträgers und/oder von einer Wärmestrahlung, aufheizbar und/oder abkühlbar. Beispielsweise ist der Umgebungs- und/oder Zustandsparameter als Feldstärke eines magnetischen und/oder eines elektrischen Felds an und/oder in dem Material, als Stromfluss in und/oder entlang dem Material, als Außendruck und/oder als Binnendruck, als aktuelle Ausdehnung und/oder als Kompressionsgrad des Materials, als Änderungsrate einer der bereits genannten Größen oder dergleichen ausgebildet. Besonders bevorzugt ist das thermokalorisch aktive Material als elektrokalorisch aktives Material ausgebildet. Alternativ ist das thermokalorisch aktive Material als thermoelektrisch aktives Material, als magnetokalorisch aktives Material, als elastokalorisch aktives Material, als barokalorisch aktives Material oder dergleichen ausgebildet. Vorzugsweise ist das Membranelement zumindest im Wesentlichen aus dem thermokalorisch aktiven Material ausgebildet. Beispielsweise ist das thermokalorisch aktive Material als Polymer-Kohlenstoffnanoröhrchen-Laminat ausgebildet. Beispielsweise umfasst das Polymer-Kohlenstoffnanoröhrchen-Laminat zumindest eine Polymerschicht aus P(VDF-TrFe-CFE) und insbesondere einwandigen Kohlenstoffnanoröhrchen. Vorzugsweise erhitzt sich das Membranelement bei einer Erhöhung eines an dem Membranelement anliegenden elektrischen Feldes. Vorzugsweise kühlt das Membranelement bei einer Reduzierung eines an dem Membranelement anliegenden elektrischen Felds ab. Darunter, dass ein Objekt „im Wesentlichen aus einem Material“ ausgebildet ist, soll insbesondere verstanden werden, dass zumindest 25 %, bevorzugt zumindest 50 %, besonderes bevorzugt zumindest 75 %, eines Gesamtvolumen des Objekt aus dem Material ausgebildet ist. Es ist denkbar, dass das Membranelement einen Kern, ein Gerüst, Rippen, Stützen, o. dgl. aus einem anderen Material umfasst, insbesondere um eine Elastizität des Membranelements anzupassen. Es ist insbesondere denkbar, dass der Lager- und/oder Fixierbereich des Membranelements, insbesondere zu einer Wärmeisolierung, aus einem anderen Material ausgebildet ist und/oder mit dem anderen Material beschichtet ist. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung kann eine Wärmeleitung zwischen dem Membranelement und dem Einlasskanal und/oder dem Auslasskanal vorteilhaft effizient gestaltet werden. Insbesondere kann ein vorteilhaft hoher Temperaturunterschied zwischen dem Membranelement und dem Einlasskanal und/oder dem Auslasskanal realisiert werden. Insbesondere kann das Membranelement vorteilhaft als kältemittelfreie Wärmepumpe fungieren. Insbesondere kann ein vorteilhaft großer Fluidtemperatureinsatzbereich, insbesondere vor einer Zuschaltung zusätzlicher Kühl- und/oder Heizregister, der Wärmeübertragervorrichtung bei vorteilhaft geringem Energieverbrauch erreicht werden. Insbesondere kann eine Wärmeleitung vorteilhaft schnell angepasst werden.It is further proposed that the membrane element has at least one thermocalorically active material, in particular is formed entirely from it. A “thermocalorically active material” should in particular be understood to mean a material that changes its temperature and / or the amount of heat stored in it depending on an environmental and / or state parameter of the material, which in particular depends on a temperature, an amount of heat and / or Heat radiation is designed differently. In particular, the thermally active material can be heated and / or cooled independently of heat transfer, in particular heat conduction, convection of a heat carrier and / or heat radiation. For example, the environmental and / or state parameter is the field strength of a magnetic and / or an electrical field on and / or in the material, a current flow in and / or along the material, an external pressure and / or an internal pressure, the current expansion and / or as a degree of compression of the material, as a rate of change of one of the aforementioned sizes or the like. The thermocalorically active material is particularly preferably designed as an electrocalorically active material. Alternatively, the thermocalorically active material is designed as a thermoelectrically active material, as a magnetocalorically active material, as an elastocalorically active material, as a barocalorically active material or the like. The membrane element is preferably formed at least essentially from the thermally active material. For example, the thermally active material is designed as a polymer-carbon nanotube laminate. For example, the polymer-carbon nanotube laminate comprises at least one polymer layer made of P (VDF-TrFe-CFE) and in particular single-walled carbon nanotubes. The membrane element preferably heats up when an electric field applied to the membrane element increases. The membrane element preferably cools down when an electric field applied to the membrane element is reduced. The fact that an object is “essentially made of a material” should in particular be understood to mean that at least 25%, preferably at least 50%, particularly preferably at least 75%, of a total volume of the object is made of the material. It is conceivable that the membrane element comprises a core, a framework, ribs, supports or the like made of another material, in particular around an elasticity of the Adapt membrane element. It is particularly conceivable that the storage and / or fixing area of the membrane element, in particular for thermal insulation, is formed from a different material and / or is coated with the other material. Due to the configuration according to the invention, heat conduction between the membrane element and the inlet channel and / or the outlet channel can advantageously be designed efficiently. In particular, an advantageously high temperature difference can be realized between the membrane element and the inlet channel and / or the outlet channel. In particular, the membrane element can advantageously act as a refrigerant-free heat pump. In particular, an advantageously large range of fluid temperatures, in particular before additional cooling and / or heating registers are switched on, can be achieved for the heat transfer device with advantageously low energy consumption. In particular, heat conduction can advantageously be adapted quickly.
Ferner wird vorgeschlagen, dass die Wärmeübertragervorrichtung zumindest eine an dem Membranelement angeordnete Thermoelektrode zu einer Steuerung oder Regelung einer Temperatur des Membranelements umfasst. Vorzugsweise ist die Thermoelektrode flächig ausgebildet, insbesondere als Metallplatte, Metallfolie o. dgl., und/oder flächig angeordnet, insbesondere als Drahtspirale, als Drahtgitter o.dgl. Vorzugsweise ist eine größte Außenfläche der Thermoelektrode zumindest im Wesentlichen parallel zur größten Außenfläche des Membranelements angeordnet. Vorzugsweise ist die größte Außenfläche der Thermoelektrode zumindest im Wesentlichen gleich groß wie die größte Außenfläche des Membranelements. Darunter, dass zwei Werte „im Wesentlichen gleich groß“ sind, soll insbesondere verstanden werden, dass ein Verhältnis des kleineren Werts zum größeren Wert zumindest größer als 0.5, bevorzugt größer als 0.75, besonders bevorzugt größer als 0.9 ist. Vorzugsweise ist die Thermoelektrode im Inneren des Membranelements angeordnet. Insbesondere unterteilt die Thermoelektrode das Membranelement entlang der Hauptschwingungsrichtung in eine Auslassseite, welche dem Auslasskanal zugewandt ist, und eine zumindest im Wesentlichen gleich große Einlassseite, welche dem Einlasskanal zugewandt ist. Vorzugsweise ist die Thermoelektrode dazu vorgesehen, ein elektrisches Feld an dem Membranelement zu erzeugen. Vorzugsweise umfasst die Wärmeübertragervorrichtung zumindest eine Auslasselektrode. Vorzugsweise ist die Auslasselektrode als Spannungsreferenz für die Thermoelektrode vorgesehen. Insbesondere ist die Thermoelektrode dazu vorgesehen, ein elektrisches Feld zwischen der Thermoelektrode und der Auslasselektrode zu erzeugen. Vorzugsweise ist die Auslassseite des Membranelements zwischen der Thermoelektrode und der Auslasselektrode angeordnet. Vorzugsweise ist die Auslasselektrode an dem Membranelement angeordnet. Vorzugsweise ist die Auslasselektrode an der größten, dem Auslasskanal zugewandten Außenfläche des Membranelements angeordnet. Vorzugsweise ist die Auslasselektrode flächig ausgebildet und/oder angeordnet. Vorzugsweise ist die größte Außenfläche der Auslasselektrode zumindest im Wesentlichen gleich groß wie die größte Außenfläche der Thermoelektrode. Vorzugsweise umfasst die Wärmeübertragervorrichtung zumindest eine analog ausgebildete und/oder angeordnete Einlasselektrode auf der Einlassseite des Membranelements. Vorzugsweise ist die Einlasselektrode mit der Auslasselektrode elektrisch verbunden. Insbesondere umfasst die Wärmeübertragervorrichtung zumindest einen Sternpunkt zu einer gleichzeitigen Spannungsversorgung der Einlasselektrode und der Auslasselektrode, insbesondere mit der zumindest im Wesentlichen gleichen elektrischen Spannung. Vorzugsweise ist über eine Änderung der Spannungsdifferenz zwischen der Thermoelektrode und der Einlasselektrode und/oder der Auslasselektrode eine Temperatur des Membranelements, insbesondere des elektrokalorisch aktiven Materials, steuerbar oder regelbar. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung kann eine Temperatur des Membranelements vorteilhaft einfach kontrolliert werden. Insbesondere kann eine die Temperatur des Membranelements kontrollierende elektrische Spannung vorteilhaft zuverlässig, insbesondere unabhängig von einer aktuellen Schwingungsposition des Membranelements, an dem Membranelement angelegt werden.It is further proposed that the heat transfer device comprises at least one thermoelectrode arranged on the membrane element for controlling or regulating a temperature of the membrane element. The thermoelectrode is preferably flat, in particular as a metal plate, metal foil or the like, and / or arranged in a flat manner, in particular as a wire spiral, as a wire mesh or the like. A largest outer surface of the thermoelectrode is preferably arranged at least substantially parallel to the largest outer surface of the membrane element. The largest outer surface of the thermoelectrode is preferably at least substantially the same size as the largest outer surface of the membrane element. The fact that two values are “essentially the same size” is to be understood in particular to mean that a ratio of the smaller value to the larger value is at least greater than 0.5, preferably greater than 0.75, particularly preferably greater than 0.9. The thermoelectrode is preferably arranged in the interior of the membrane element. In particular, the thermoelectrode divides the membrane element along the main direction of oscillation into an outlet side which faces the outlet channel and an at least substantially identical inlet side which faces the inlet channel. The thermoelectrode is preferably provided to generate an electric field on the membrane element. The heat transfer device preferably comprises at least one outlet electrode. The outlet electrode is preferably provided as a voltage reference for the thermoelectrode. In particular, the thermoelectrode is provided to generate an electric field between the thermoelectrode and the outlet electrode. The outlet side of the membrane element is preferably arranged between the thermoelectrode and the outlet electrode. The outlet electrode is preferably arranged on the membrane element. The outlet electrode is preferably arranged on the largest outer surface of the membrane element facing the outlet channel. The outlet electrode is preferably flat and / or arranged. The largest outer surface of the outlet electrode is preferably at least substantially the same size as the largest outer surface of the thermoelectrode. The heat transfer device preferably comprises at least one inlet electrode of an analog design and / or arrangement on the inlet side of the membrane element. The inlet electrode is preferably electrically connected to the outlet electrode. In particular, the heat transfer device comprises at least one star point for a simultaneous voltage supply of the inlet electrode and the outlet electrode, in particular with the at least substantially identical electrical voltage. A temperature of the membrane element, in particular of the electrocalorically active material, can preferably be controlled or regulated by changing the voltage difference between the thermoelectrode and the inlet electrode and / or the outlet electrode. A temperature of the membrane element can advantageously be easily controlled by the configuration according to the invention. In particular, an electrical voltage that controls the temperature of the membrane element can advantageously be reliably applied to the membrane element, in particular independently of a current vibration position of the membrane element.
Weiterhin wird vorgeschlagen, dass die Wärmeübertragervorrichtung zumindest eine an dem Membranelement angeordnete Bewegungselektrode zu einer Steuerung oder Regelung einer Schwingung des Membranelements umfasst. Vorzugsweise ist die Bewegungselektrode analog zu der Auslasselektrode ausgebildet und/oder angeordnet. Vorzugsweise ist die Bewegungselektrode einstückig mit der Auslasselektrode ausgebildet. Es ist auch denkbar, dass die Bewegungselektrode getrennt von der Auslasselektrode ausgebildet ist. Insbesondere ist es denkbar, dass die Bewegungselektrode und die Auslasselektrode durch eine Isolierungsschicht getrennt übereinander auf dem Membranelement gestapelt angeordnet sind oder dass die Bewegungselektrode und die Auslasselektrode in einer Ebene gegeneinander versetzt, insbesondere verzahnt und voneinander beabstandet, angeordnet sind. Vorzugsweise umfasst die Wärmeübertragervorrichtung eine weitere Bewegungselektrode, die in analoger Weise einstückig mit oder getrennt von der Einlasselektrode ausgebildet ist. Vorzugsweise umfassen/umfasst die Auslasskontakteinheit und/oder die Einlasskontakteinheit zumindest eine Andockelektrode. Vorzugsweise ist die Andockelektrode flächig ausgebildet und/oder angeordnet. Vorzugsweise ist eine größte Außenfläche der Andockelektrode zumindest im Wesentlichen parallel zu der Bewegungselektrode und/oder der weiteren Bewegungselektrode angeordnet. Vorzugsweise ist die größte Außenfläche der Andockelektrode zumindest im Wesentlichen gleich groß wie die größte Außenfläche der Bewegungselektrode und/oder der weiteren Bewegungselektrode. Vorzugsweise sind/ist die Bewegungselektrode und/oder die weitere Bewegungselektrode zu einem Aufbau einer elektrostatischen Ladung vorgesehen. Vorzugsweise ist die Andockelektrode durch das Anlegen einer Spannung dazu vorgesehen, die Bewegungselektrode anzuziehen und/oder abzustoßen. Vorzugsweise ist die Bewegungselektrode dazu vorgesehen, eine durch die Andockelektrode hervorgerufen Kraft auf das Membranelement zu übertragen. Insbesondere ist die Bewegungselektrode dazu vorgesehen, das Membranelement zu der Andockelektrode hinzubewegen und/oder von der Andockelektrode wegzubewegen. Vorzugsweise weist die Andockelektrode und/oder die Bewegungselektrode eine elektrische Isolierungsschicht auf, um einen Kurzschluss zwischen der Andockelektrode und der Bewegungselektrode zu vermeiden. Vorzugsweise ist das Kontaktelement der Auslasskontakteinheit und/oder der Einlasskontakteinheit als elektrische Isolierungsschicht ausgebildet. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung kann eine aktuelle Schwingungsposition des Membranelements vorteilhaft einfach eingestellt werden. Insbesondere kann eine Schwingung des Membranelements mit vorteilhaft wenig beweglich gelagerten Bauteilen, insbesondere mit vorteilhaft geringem Verschleiß, realisiert werden.It is further proposed that the heat transfer device comprises at least one movement electrode arranged on the membrane element for controlling or regulating an oscillation of the membrane element. The movement electrode is preferably designed and / or arranged analogously to the outlet electrode. The movement electrode is preferably formed in one piece with the outlet electrode. It is also conceivable that the moving electrode is formed separately from the outlet electrode. In particular, it is conceivable that the movement electrode and the outlet electrode are arranged stacked one above the other on the membrane element by means of an insulation layer, or that the movement electrode and the outlet electrode are offset in one plane, in particular toothed and spaced apart. The heat exchanger device preferably comprises a further movement electrode, which is analogously formed in one piece with or separately from the inlet electrode. The outlet contact unit and / or the inlet contact unit preferably comprise / comprises at least one docking electrode. The docking electrode is preferably flat and / or arranged. A largest outer surface of the docking electrode is preferably at least substantially parallel to the movement electrode and / or the arranged another movement electrode. The largest outer surface of the docking electrode is preferably at least substantially the same size as the largest outer surface of the movement electrode and / or the further movement electrode. The movement electrode and / or the further movement electrode are / are preferably provided for building up an electrostatic charge. The docking electrode is preferably provided by the application of a voltage to attract and / or repel the moving electrode. The movement electrode is preferably provided to transmit a force caused by the docking electrode to the membrane element. In particular, the movement electrode is provided to move the membrane element towards the docking electrode and / or to move it away from the docking electrode. The docking electrode and / or the movement electrode preferably has an electrical insulation layer in order to avoid a short circuit between the docking electrode and the movement electrode. The contact element of the outlet contact unit and / or the inlet contact unit is preferably designed as an electrical insulation layer. A current vibration position of the membrane element can advantageously be easily adjusted by the configuration according to the invention. In particular, an oscillation of the membrane element can be realized with components which are advantageously mounted with little movement, in particular with advantageously little wear.
Darüber hinaus wird vorgeschlagen, dass die Wärmeübertragervorrichtung zumindest ein weiteres Membranelement und zumindest einen weiteren Fluidkanal, insbesondere einen weiteren Auslasskanal und/oder einen weiteren Einlasskanal, umfasst, wobei der Auslasskanal, das Membranelement, der Einlasskanal, das weitere Membranelement und der weitere Fluidkanal, insbesondere der weitere Auslasskanal und/oder der weitere Einlasskanal, schichtweise aufeinander angeordnet sind. Vorzugsweise weist die Wärmeübertragervorrichtung eine Schichtbauweise aus einer Mehrzahl an Auslasskanälen und einer Mehrzahl an Einlasskanälen auf. Insbesondere ist zwischen je einem Auslasskanal und einem Einlasskanal zumindest ein schwingungsfähiges Membranelement angeordnet. Insbesondere weist die Wärmeleiteinheit für jedes Membranelement zumindest eine Einlasskontakteinheit und/oder eine Auslasskontakteinheit auf. Es ist denkbar, dass mehrere Membranelemente an derselben Einlasskontakteinheit und/oder derselben Auslasskontakteinheit angeordnet sind. Vorzugsweise sind der Auslasskanal, der Einlasskanal, das Membranelement, das weitere Membranelement und/oder der zumindest eine weitere Fluidkanal, insbesondere der weitere Auslasskanal und/oder der weitere Einlasskanal, flächig ausgebildet und/oder angeordnet. Insbesondere bildet der Auslasskanal, der Einlasskanal, das Membranelement, das weitere Membranelement und/oder der zumindest eine weitere Fluidkanal, insbesondere der weitere Auslasskanal und/oder der weitere Einlasskanal, eine Schicht der Wärmeübertragervorrichtung. Vorzugsweise sind der Auslasskanal, der Einlasskanal, das Membranelement, das weitere Membranelement und/oder der zumindest eine weitere Fluidkanal, insbesondere der weitere Auslasskanal und/oder der weitere Einlasskanal, räumlich zumindest im Wesentlichen parallel zueinander angeordnet. Vorzugsweise ist das weitere Membranelement analog zu dem Membranelement ausgebildet. Vorzugsweise ist der weitere Fluidkanal analog zu dem Auslasskanal und/oder dem Einlasskanal ausgebildet. Vorzugsweise sind der Auslasskanal und der zumindest eine weitere Auslasskanal fluidtechnisch parallel zueinander angeordnet. Insbesondere bilden der Auslasskanal und der zumindest eine weitere Auslasskanal ein sich verästelndes Auslasskanalsystem, insbesondere mit einer gemeinsamen Eingangsöffnung und einer gemeinsamen Ausgangsöffnung. Alternativ sind der Auslasskanal und der zumindest eine weitere Auslasskanal fluidtechnisch seriell zueinander angeordnet. Insbesondere bilden der Auslasskanal und der zumindest eine weitere Auslasskanal ein kaskadierendes Auslasskanalsystem. Vorzugsweise sind der Einlasskanal und der zumindest eine weitere Einlasskanal fluidtechnisch parallel zueinander angeordnet. Insbesondere bilden der Einlasskanal und der zumindest eine weitere Einlasskanal ein sich verästelndes Einlasskanalsystem, insbesondere mit einer gemeinsamen Eingangsöffnung und einer gemeinsamen Ausgangsöffnung. Alternativ sind der Einlasskanal und der zumindest eine weitere Einlasskanal fluidtechnisch seriell zueinander angeordnet. Insbesondere bilden der Einlasskanal und der zumindest eine weitere Einlasskanal ein kaskadierendes Einlasskanalsystem. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung kann eine vorteilhaft kompakte Wärmeübertragervorrichtung zur Verfügung gestellt werden. Insbesondere kann ein vorteilhaft hohes Verhältnis von Außenflächen zu Volumen der Fluidkanäle erreicht werden. Insbesondere kann ein vorteilhaft hoher, insbesondere einstellbarer, Wärmestrom zwischen den Fluidkanälen realisiert werden. Insbesondere ist die Wärmeübertragervorrichtung vorteilhaft skalierbar. Insbesondere weist die Wärmeübertragervorrichtung ein vorteilhaft geringes Risiko eines Zufrierens der Fluidkanäle auf.In addition, it is proposed that the heat transfer device comprises at least one further membrane element and at least one further fluid channel, in particular one further outlet channel and / or one further inlet channel, the outlet channel, the membrane element, the inlet channel, the further membrane element and the further fluid channel, in particular the further outlet channel and / or the further inlet channel are arranged in layers on top of one another. The heat exchanger device preferably has a layered construction from a plurality of outlet channels and a plurality of inlet channels. In particular, at least one vibratable membrane element is arranged between an outlet channel and an inlet channel. In particular, the heat conduction unit has at least one inlet contact unit and / or one outlet contact unit for each membrane element. It is conceivable that a plurality of membrane elements are arranged on the same inlet contact unit and / or the same outlet contact unit. The outlet channel, the inlet channel, the membrane element, the further membrane element and / or the at least one further fluid channel, in particular the further outlet channel and / or the further inlet channel, are preferably flat and / or arranged. In particular, the outlet channel, the inlet channel, the membrane element, the further membrane element and / or the at least one further fluid channel, in particular the further outlet channel and / or the further inlet channel, form a layer of the heat transfer device. The outlet channel, the inlet channel, the membrane element, the further membrane element and / or the at least one further fluid channel, in particular the further outlet channel and / or the further inlet channel, are preferably spatially arranged at least substantially parallel to one another. The further membrane element is preferably designed analogously to the membrane element. The further fluid channel is preferably configured analogously to the outlet channel and / or the inlet channel. The outlet duct and the at least one further outlet duct are preferably arranged parallel to one another in terms of fluid technology. In particular, the outlet duct and the at least one further outlet duct form a branching outlet duct system, in particular with a common inlet opening and a common outlet opening. Alternatively, the outlet channel and the at least one further outlet channel are arranged in series with one another in terms of fluid technology. In particular, the outlet channel and the at least one further outlet channel form a cascading outlet channel system. The inlet duct and the at least one further inlet duct are preferably arranged parallel to one another in terms of fluid technology. In particular, the inlet duct and the at least one further inlet duct form a branching inlet duct system, in particular with a common inlet opening and a common outlet opening. Alternatively, the inlet duct and the at least one further inlet duct are arranged in series with one another in terms of fluid technology. In particular, the inlet duct and the at least one further inlet duct form a cascading inlet duct system. The configuration according to the invention makes it possible to provide an advantageously compact heat transfer device. In particular, an advantageously high ratio of outer surfaces to volume of the fluid channels can be achieved. In particular, an advantageously high, in particular adjustable, heat flow between the fluid channels can be realized. In particular, the heat transfer device is advantageously scalable. In particular, the heat transfer device has an advantageously low risk of the fluid channels freezing up.
Ferner wird vorgeschlagen, dass die Wärmeübertragervorrichtung zumindest ein weiteres Membranelement und zumindest ein zwischen dem Membranelement und dem weiteren Membranelement angeordnetes fluides Wärmeleitelement umfasst. Vorzugsweise ist das fluide Wärmeleitelement als fluider Wärmeträger, beispielsweise Wasser, ausgebildet. Vorzugsweise umfasst die Wärmeübertragervorrichtung zumindest einen als Wärmeträgerkanal ausgebildeten Fluidkanal, zu einer Führung des fluiden Wärmeträgers. Vorzugsweise bildet der Wärmeträgerkanal einen geschlossenen Kreislauf für das fluide Wärmeleitelement. Vorzugsweise ist das weitere Membranelement in einer weiteren Wärmeleiteinheit angeordnet. Vorzugsweise weist die Wärmeübertragervorrichtung eine ungerade Anzahl an Membranelementen und/oder weiteren Membranelementen, welche insbesondere in einer ungeraden Anzahl an Wärmeleiteinheiten und/oder weiteren Wärmeleiteinheiten der Wärmeüberträgervorrichtung angeordnet sind, auf. Vorzugsweise sind das Membranelement und zumindest das einen weitere Membranelement fluidtechnisch seriell an dem Wärmeträgerkanal angeordnet. Es ist aber auch denkbar, dass das Membranelement und zumindest das eine weitere Membranelement fluidtechnisch parallel an dem Wärmeträgerkanal angeordnet sind. Vorzugsweise ist der Wärmeträgerkanal an der Auslasskontakteinheit und/oder der Einlasskontakteinheit der Wärmeleiteinheit und/oder der weiteren Wärmeleiteinheit angeordnet. Vorzugsweise ist der Wärmeträgerkanal zwischen der Auslasskontakteinheit der Wärmeleiteinheit und/oder der weiteren Wärmeleiteinheit und dem Auslasskanal angeordnet. Vorzugsweise ist der Wärmeträgerkanal zwischen der Einlasskontakteinheit der Wärmeleiteinheit und/oder der weiteren Wärmeleiteinheit und dem Einlasskanal angeordnet. Vorzugsweise ist der Wärmeträgerkanal an dem Auslasskanal und/oder dem Einlasskanal angeordnet. Insbesondere ist der Wärmeträgerkanal fluidtechnisch von dem Auslasskanal und/oder dem Einlasskanal getrennt angeordnet. Insbesondere ist zwischen dem Auslasskanal und dem Wärmeträgerkanal und/oder zwischen dem Einlasskanal und dem Wärmeträgerkanal ein Wärmeübertragerelement, insbesondere ein Kühlkörperelement und/oder ein Radiatorelement, angeordnet, insbesondere zu einer Wärmeübertragung zwischen dem Auslasskanal und dem Wärmeträgerkanal und/oder zwischen dem Einlasskanal und dem Wärmeträgerkanal, insbesondere zu einer über den Wärmeträgerkanal vermittelten Wärmeübertragung zwischen dem Auslasskanal und dem Einlasskanal. Vorzugsweise umfasst die Wärmeübertragervorrichtung zumindest eine Wärmeträgerfluidfördereinheit, insbesondere zu einem Umwälzen des fluiden Wärmeleitelements innerhalb des Wärmeträgerkanals. Alternativ ist der Wärmeträgerkanal als Wärmerohr ausgebildet. Es ist denkbar, dass das Membranelement und das weitere Membranelement aus unterschiedlichen Materialien hergestellt werden, insbesondere aus Materialien, die in einem unterschiedlichen Temperaturbereich einen Maximalwert für den elektrokalorischen Effekt aufweisen. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung kann ein vorteilhaft hoher Temperaturhub zwischen dem Auslasskanal und dem Einlasskanal erreicht werden. Insbesondere ist die Wärmeübertragervorrichtung vorteilhaft skalierbar.It is further proposed that the heat transfer device comprises at least one further membrane element and at least one fluid heat conducting element arranged between the membrane element and the further membrane element. The fluid heat-conducting element is preferably designed as a fluid heat carrier, for example water. The heat transfer device preferably comprises at least one fluid channel designed as a heat transfer channel for guiding the fluid heat transfer medium. The heat transfer channel preferably forms a closed circuit for the fluid heat-conducting element. The further membrane element is preferably arranged in a further heat conduction unit. The heat transfer device preferably has an odd number of membrane elements and / or further membrane elements, which are arranged in particular in an odd number of heat conduction units and / or further heat conduction units of the heat transfer device. The membrane element and at least the one further membrane element are preferably arranged in series on the heat transfer channel in terms of fluid technology. However, it is also conceivable that the membrane element and at least one further membrane element are arranged in parallel in terms of fluid technology on the heat transfer duct. The heat transfer channel is preferably arranged on the outlet contact unit and / or the inlet contact unit of the heat conducting unit and / or the further heat conducting unit. The heat transfer duct is preferably arranged between the outlet contact unit of the heat conduction unit and / or the further heat conduction unit and the outlet duct. The heat transfer duct is preferably arranged between the inlet contact unit of the heat conducting unit and / or the further heat conducting unit and the inlet duct. The heat transfer duct is preferably arranged on the outlet duct and / or the inlet duct. In particular, the heat transfer duct is arranged separately from the outlet duct and / or the inlet duct in terms of fluid technology. In particular, a heat exchanger element, in particular a heat sink element and / or a radiator element, is arranged between the outlet duct and the heat carrier duct and / or between the inlet duct and the heat carrier duct, in particular for heat transfer between the outlet duct and the heat carrier duct and / or between the inlet duct and the heat carrier duct , in particular to a heat transfer mediated via the heat transfer duct between the outlet duct and the inlet duct. The heat transfer device preferably comprises at least one heat transfer fluid delivery unit, in particular for circulating the fluid heat conducting element within the heat transfer channel. Alternatively, the heat transfer duct is designed as a heat pipe. It is conceivable for the membrane element and the further membrane element to be produced from different materials, in particular from materials which have a maximum value for the electrocaloric effect in a different temperature range. The configuration according to the invention enables an advantageously high temperature rise between the outlet channel and the inlet channel to be achieved. In particular, the heat transfer device is advantageously scalable.
Weiter wird vorgeschlagen, dass die Wärmeübertragervorrichtung zumindest ein weiteres Membranelement und zumindest ein zwischen dem Membranelement und dem weiteren Membranelement angeordnetes solides Wärmeleitelement umfasst. Insbesondere soll unter einem „soliden Wärmeleitelement“ ein Wärmeträger verstanden werden, der bei Raumtemperatur einen festen Aggregatzustand aufweist, beispielsweise Kupfer. Vorzugsweise ist das weitere Membranelement in einer weiteren Wärmeleiteinheit angeordnet. Vorzugsweise weist die Wärmeübertragervorrichtung eine ungerade Anzahl an Membranelementen und/oder weiteren Membranelementen, welche insbesondere in einer ungeraden Anzahl an Wärmeleiteinheiten und/oder weiteren Wärmeleiteinheiten der Wärmeüberträgervorrichtung angeordnet sind, auf. Vorzugsweise ist zwischen je zwei Membranelementen zumindest ein solides Wärmeleitelement angeordnet. Vorzugsweise verbindet zumindest ein solides Wärmeleitelement die Auslasskontakteinheit und/oder die Einlasskontakteinheit der Wärmeleiteinheit mit der Auslasskontakteinheit und/oder der Einlasskontakteinheit der weiteren Wärmeleiteinheit. Vorzugsweise ist zumindest ein solides Wärmeleitelement zwischen der Auslasskontakteinheit der Wärmeleiteinheit und/oder der weiteren Wärmeleiteinheit und dem Auslasskanal angeordnet. Vorzugsweise ist zumindest ein solides Wärmeleitelement zwischen der Einlasskontakteinheit der Wärmeleiteinheit und/oder der weiteren Wärmeleiteinheit und dem Einlasskanal angeordnet. Insbesondere ist zwischen dem Auslasskanal und zumindest einem soliden Wärmeleitelement und/oder zwischen dem Einlasskanal und zumindest einem soliden Wärmeleitelement ein Wärmeübertragerelement, insbesondere ein Kühlkörperelement und/oder Radiatorelement, angeordnet, insbesondere zu einer Wärmeübertragung zwischen dem Auslasskanal und dem soliden Wärmeleitelement und/oder zwischen dem Einlasskanal und dem soliden Wärmeleitelement, insbesondere zu einer über das solide Wärmeleitelement vermittelten Wärmeübertragung zwischen dem Auslasskanal und dem Einlasskanal. Es ist denkbar, dass das Membranelement und das weitere Membranelement aus unterschiedlichen Materialien hergestellt werden, insbesondere aus Materialien, die in einem unterschiedlichen Temperaturbereich einen Maximalwert für den elektrokalorischen Effekt aufweisen. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung kann ein vorteilhaft hoher Temperaturhub zwischen dem Auslasskanal und dem Einlasskanal erreicht werden. Insbesondere ist die Wärmeübertragervorrichtung vorteilhaft skalierbar.It is further proposed that the heat transfer device comprises at least one further membrane element and at least one solid heat-conducting element arranged between the membrane element and the further membrane element. In particular, a “solid heat-conducting element” is to be understood as a heat transfer medium that has a solid physical state at room temperature, for example copper. The further membrane element is preferably arranged in a further heat conduction unit. The heat transfer device preferably has an odd number of membrane elements and / or further membrane elements, which are arranged in particular in an odd number of heat conduction units and / or further heat conduction units of the heat transfer device. At least one solid heat-conducting element is preferably arranged between two membrane elements. At least one solid heat-conducting element preferably connects the outlet contact unit and / or the inlet contact unit of the heat-conducting unit to the outlet contact unit and / or the inlet contact unit of the further heat-conducting unit. At least one solid heat-conducting element is preferably arranged between the outlet contact unit of the heat-conducting unit and / or the further heat-conducting unit and the outlet channel. At least one solid heat-conducting element is preferably arranged between the inlet contact unit of the heat-conducting unit and / or the further heat-conducting unit and the inlet channel. In particular, a heat transfer element, in particular a heat sink element and / or radiator element, is arranged between the outlet channel and at least one solid heat-conducting element and / or between the inlet channel and at least one solid heat-conducting element, in particular for heat transfer between the outlet channel and the solid heat-conducting element and / or between the Inlet channel and the solid heat-conducting element, in particular for heat transfer between the outlet channel and the inlet channel mediated via the solid heat-conducting element. It is conceivable for the membrane element and the further membrane element to be produced from different materials, in particular from materials which have a maximum value for the electrocaloric effect in a different temperature range. The configuration according to the invention enables an advantageously high temperature rise between the outlet channel and the inlet channel to be achieved. In particular, the heat transfer device is advantageously scalable.
Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass die Wärmeübertragervorrichtung zumindest ein zusätzliches Membranelement, ein an dem zusätzlichen Membranelement angeordnetes zusätzliches solides Wärmeleitelement und ein das solide Wärmeleitelement und das zusätzliche solide Wärmeleitelement verbindendes Brückenelement zu einem Wärmeaustausch zwischen dem soliden Wärmeleitelement und dem zusätzlichen soliden Wärmeleitelement aufweist. Vorzugsweise besteht das Brückenelement aus einem wärmeleitfähigen Material, insbesondere Metall, besonders bevorzugt Kupfer. Vorzugsweise besteht das Brückenelement aus dem gleichen Material wie das solide Wärmeleitelement und/oder das weitere Wärmeleitelement. Vorzugsweise sind die Membranelemente, insbesondere innerhalb von Wärmeleiteinheiten, und die soliden Wärmeleitelemente schichtweise aufeinander und/oder nebeneinander angeordnet. Vorzugsweise überbrückt das Brückenelement zumindest zwei Membranelemente, insbesondere das weitere Membranelement und das zusätzliche Membranelement. Insbesondere überbrückt das Brückenelement zumindest ein weiteres solides Wärmeleitelement der Wärmeübertragervorrichtung, welches zwischen dem soliden Wärmeleitelement und dem zusätzlichen soliden Wärmeleitelement angeordnet ist, insbesondere zwischen dem weiteren Membranelement und dem zusätzlichen Membranelement angeordnet ist. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung kann die Wärmeübertragervorrichtung mit einem vorteilhaften hohen Temperaturhub vorteilhaft kompakt gestaltet werden.Furthermore, it is proposed that the heat transfer device has at least one additional membrane element, an additional solid heat-conducting element arranged on the additional membrane element and a solid heat-conducting element and the additional solid heat-conducting element connecting bridge element for heat exchange between the solid heat-conducting element and the additional solid heat-conducting element. The bridge element preferably consists of a thermally conductive material, in particular metal, particularly preferably copper. The bridge element preferably consists of the same material as the solid heat-conducting element and / or the further heat-conducting element. The membrane elements, in particular within heat-conducting units, and the solid heat-conducting elements are preferably arranged in layers on top of one another and / or next to one another. The bridge element preferably bridges at least two membrane elements, in particular the further membrane element and the additional membrane element. In particular, the bridge element bridges at least one further solid heat-conducting element of the heat transfer device, which is arranged between the solid heat-conducting element and the additional solid heat-conducting element, in particular between the further membrane element and the additional membrane element. The configuration according to the invention allows the heat exchanger device to be advantageously compact with an advantageous high temperature rise.
Darüber hinaus wird vorgeschlagen, dass zumindest das eine Brückenelement beweglich gelagert ausgebildet ist, insbesondere zu einer Steuerung eines Wärmeaustauschs zwischen dem soliden Wärmeleitelement und dem zusätzlichen soliden Wärmeleitelement. Vorzugsweise umfasst die Wärmeübertragervorrichtung ein Lagerelement zu einer beweglichen Lagerung des Brückenelements, beispielsweise eine Schiene, eine Drehachse, eine Translationsachse oder dergleichen. Insbesondere umfasst die Wärmeübertragervorrichtung zumindest eine Aktuator- und/oder Motoreinheit, beispielsweise einen Magnetschalter, einen translatorischen Piezoaktuator oder dergleichen, zu einer Bewegung des Brückenelements. Vorzugsweise weist das Brückenelement zumindest eine Wärmeleitposition auf, insbesondere zu einer Verbindung des soliden Wärmeleitelements und des zusätzlichen soliden Wärmeleitelements. Vorzugsweise weist das Brückenelement zumindest eine Trennposition auf, insbesondere zu einer Wärmeisolierung des soliden Wärmeleitelements von dem zusätzlichen soliden Wärmeleitelement. Vorzugsweise ist das Brückenelement in der Trennposition mit keinem soliden Wärmeleitelement verbunden. Es ist aber auch denkbar, dass das Brückenelement in der Trennposition das solide Wärmeleitelement oder das zusätzliche solide Wärmeleitelement mit einem anderen Wärmeleitelement der Wärmeübertragervorrichtung verbindet. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung kann ein Temperaturausgleich zwischen zumindest zwei soliden Wärmeleitelementen gesteuert werden. Insbesondere kann ein Rückfluss von Wärme, insbesondere in einer der Richtung eines durch die Membranelemente hervorgerufenen Wärmestroms entgegengesetzten Richtung vorteilhaft gering gehalten werden.In addition, it is proposed that at least one bridge element be designed to be movable, in particular for controlling heat exchange between the solid heat-conducting element and the additional solid heat-conducting element. The heat transfer device preferably comprises a bearing element for movably mounting the bridge element, for example a rail, an axis of rotation, a translation axis or the like. In particular, the heat transfer device comprises at least one actuator and / or motor unit, for example a magnetic switch, a translational piezo actuator or the like, for moving the bridge element. The bridge element preferably has at least one heat-conducting position, in particular for connecting the solid heat-conducting element and the additional solid heat-conducting element. The bridge element preferably has at least one separation position, in particular for heat insulation of the solid heat-conducting element from the additional solid heat-conducting element. The bridge element is preferably not connected to any solid heat-conducting element in the separation position. However, it is also conceivable that the bridge element connects the solid heat-conducting element or the additional solid heat-conducting element with another heat-conducting element of the heat transfer device in the disconnected position. A temperature compensation between at least two solid heat-conducting elements can be controlled by the configuration according to the invention. In particular, a backflow of heat, in particular in a direction opposite to the direction of a heat flow caused by the membrane elements, can advantageously be kept low.
Weiterhin geht die Erfindung aus von einem Verfahren zu einem Betrieb einer Wärmeübertragervorrichtung, insbesondere einer erfindungsgemäßen Wärmeübertragervorrichtung, für eine Fluidaustauschvorrichtung, insbesondere für eine Lüftungsanlage, zu einer Temperierung eines durch die Fluidaustauschvorrichtung strömenden Fluids. Es wird vorgeschlagen, dass in zumindest einem Verfahrensschritt eine Wärmeleitung mittels einer Schwingungsposition eines innerhalb einer Wärmeleiteinheit der Wärmeübertragervorrichtung angeordneten schwingungsfähigen Membranelements der Wärmeübertragervorrichtung eingestellt wird. Vorzugsweise wird in zumindest einem Senkenbewegungsschritt das Membranelement in Richtung einer Wärmesenke bewegt. Insbesondere fungiert der Auslasskanal oder der Einlasskanal als Wärmesenke. Vorzugsweise wird in zumindest einem Quellenbewegungsschritt das Membranelement in Richtung einer Wärmequelle bewegt. Insbesondere fungiert der Einlasskanal oder der Auslasskanal als Wärmesenke. Vorzugsweise wird das Membranelement in dem Senkenbewegungsschritt und/oder in dem Quellenbewegungsschritt durch das Anlegen, Abschalten und/oder Umpolen einer elektrischen Spannung zwischen der Bewegungselektrode und der Andockelektrode der Auslasskontakteinheit und/oder durch das Anlegen, Abschalten und/oder Umpolen einer weiteren elektrischen Spannung zwischen der weiteren Bewegungselektrode und der Andockelektrode der Einlasskontakteinheit bewegt. Insbesondere verformt sich das Membranelement während des Senkenbewegungsschritts und/oder des Quellenbewegungsschritts. Vorzugsweise wird in dem Senkenbewegungsschritt und/oder dem Quellenbewegungsschritt das Membranelement bis an die Andockelektrode der Einlasskontakteinheit und/oder der Auslasskontakteinheit herangeführt. Insbesondere beginnt nach dem Senkenbewegungsschritt eine Senkenkontaktphase, in welcher insbesondere das Membranelement in einem thermischen Kontakt mit der Andockelektrode der Einlasskontakteinheit und/oder der Auslasskontakteinheit steht. Insbesondere beginnt nach dem Quellenbewegungsschritt eine Quellenkontaktphase, in welcher insbesondere das Membranelement in einem thermischen Kontakt mit der Andockelektrode der Einlasskontakteinheit und/oder der Auslasskontakteinheit steht. Vorzugsweise wird in zumindest einem Erwärmungsschritt während der Senkenkontaktphase das Membranelement, insbesondere das elektrokalorisch aktive Material des Membranelements, erhitzt. Vorzugsweise wird in dem Erwärmungsschritt eine elektrische Spannung zwischen der Thermoelektrode und der Einlasselektrode und/oder der Auslasselektrode aufgebaut. Es ist denkbar, dass der Erwärmungsschritt vor der Senkenkontaktphase, insbesondere während des Senkenbewegungsschritts, stattfindet und/oder beginnt. Vorzugsweise wird in einem Wärmeabgabeschritt während der Senkenkontaktphase Wärme von dem Membranelement an die Wärmesenke abgegeben. Insbesondere wird in einem Wärmeabgabeschritt die elektrische Spannung zwischen Thermoelektrode und Einlasselektrode und/oder Auslasselektrode aufrechterhalten. Vorzugsweise wird in zumindest einem Kühlungsschritt während der Quellenkontaktphase das Membranelement, insbesondere das elektrokalorisch aktive Material des Membranelements, abgekühlt. Vorzugsweise wird in dem Kühlungsschritt eine elektrische Spannung zwischen der Thermoelektrode und der Einlasselektrode und/oder der Auslasselektrode abgebaut. Es ist denkbar, dass der Kühlungsschritt vor der Quellenkontaktphase, insbesondere während des Quellenbewegungsschritts, stattfindet und/oder beginnt. Vorzugsweise wird in einem Wärmeaufnahmeschritt während der Quellenkontaktphase von dem Membranelement Wärme aus der Wärmequelle aufgenommen. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Verfahrens kann eine Wärmeleitung zwischen dem Auslasskanal und dem Einlasskanal vorteilhaft flexibel gestaltet werden. Insbesondere kann eine Wärmeleitfähigkeit der Wärmeleiteinheit vorteilhaft während eines Betriebs angepasst werden.Furthermore, the invention is based on a method for operating a heat transfer device, in particular a heat transfer device according to the invention, for a fluid exchange device, in particular for a ventilation system, for tempering a fluid flowing through the fluid exchange device. It is proposed that heat conduction be set in at least one method step by means of an oscillation position of an oscillatable membrane element of the heat transfer device arranged within a heat conduction unit of the heat transfer device. The membrane element is preferably moved in the direction of a heat sink in at least one depression movement step. In particular, the outlet duct or the inlet duct acts as a heat sink. The membrane element is preferably moved in the direction of a heat source in at least one source movement step. In particular, the inlet duct or the outlet duct acts as a heat sink. Preferably, the membrane element in the lowering movement step and / or in the source movement step is achieved by applying, switching off and / or reversing the polarity of an electrical voltage between the moving electrode and the docking electrode of the outlet contact unit and / or by applying, switching off and / or reversing the polarity of a further electrical voltage between the further movement electrode and the docking electrode of the inlet contact unit are moved. In particular, the membrane element deforms during the sink movement step and / or the source movement step. In the sink movement step and / or the source movement step, the membrane element is preferably brought up to the docking electrode of the inlet contact unit and / or the outlet contact unit. In particular, after the lowering movement step, a lowering contact phase begins, in which in particular the membrane element is in thermal contact with the docking electrode of the inlet contact unit and / or the outlet contact unit. In particular, after the source movement step, a source contact phase begins, in which in particular the membrane element is in thermal contact with the docking electrode of the inlet contact unit and / or the outlet contact unit. The membrane element, in particular the electrocalorically active material of the membrane element, is preferably heated in at least one heating step during the sink contact phase. In the heating step, an electrical voltage is preferably built up between the thermoelectrode and the inlet electrode and / or the outlet electrode. It is conceivable that the heating step before the Sink contact phase, especially during the sink movement step, takes place and / or begins. Preferably, heat is given off from the membrane element to the heat sink in a heat release step during the sink contact phase. In particular, the electrical voltage between the thermoelectrode and the inlet electrode and / or the outlet electrode is maintained in a heat release step. The membrane element, in particular the electrocalorically active material of the membrane element, is preferably cooled in at least one cooling step during the source contact phase. An electrical voltage between the thermoelectrode and the inlet electrode and / or the outlet electrode is preferably reduced in the cooling step. It is conceivable that the cooling step takes place and / or begins before the source contact phase, in particular during the source movement step. Preferably, the membrane element absorbs heat from the heat source in a heat absorption step during the source contact phase. The inventive design of the method advantageously allows flexible conduction of heat between the outlet duct and the inlet duct. In particular, a thermal conductivity of the thermal conduction unit can advantageously be adapted during operation.
Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass in zumindest einem Verfahrensschritt ein elektrokalorischer Zyklus des Membranelements und ein Schwingungszyklus des Membranelements zeitlich gegeneinander verschoben werden, um eine Richtung eines Wärmestroms zwischen dem Auslasskanal und dem Einlasskanal anzupassen. Vorzugsweise umfasst der Schwingungszyklus zumindest einen Auslassbewegungsschritt, insbesondere zu einer Bewegung des Membranelements in Richtung des Auslasskanals. Vorzugsweise umfasst der Schwingungszyklus zumindest einen Einlassbewegungsschritt, insbesondere zu einer Bewegung des Membranelements in Richtung des Einlasskanals. Vorzugsweise umfasst der elektrokalorische Zyklus zumindest den einen Erwärmungsschritt. Vorzugsweise umfasst der elektrokalorische Zyklus zumindest den einen Wärmeabgabeschritt. Vorzugsweise umfasst der elektrokalorische Zyklus zumindest den einen Kühlungsschritt. Vorzugsweise umfasst der elektrokalorische Zyklus zumindest den einen Wärmeaufnahmeschritt. Vorzugsweise weisen der Schwingungszyklus und der elektrokalorische Zyklus dieselbe Zyklusdauer auf. Es ist denkbar, dass der Schwingungszyklus und der elektrokalorische Zyklus synchron ausgeführt werden. Alternativ löst der Schwingungszyklus den elektrokalorischen Zyklus und/oder umgekehrt aus. Insbesondere sind ein Startpunkt des Schwingungszyklus und ein Startpunkt des elektrokalorischen Zyklus aufeinander abgestimmt. Insbesondere wird ein Schwingungszyklus durch einen elektrischen Spannungsverlauf zwischen der Bewegungselektrode und der Andockelektrode der Auslasskontakteinheit und/oder den elektrischen Spannungsverlauf zwischen der weiteren Bewegungselektrode und der Andockelektrode der Einlasskanaleinheit vorgegeben. Insbesondere wird ein elektrokalorischer Zyklus durch den elektrischen Spannungsverlauf zwischen der Thermoelektrode und der Auslasselektrode und/oder Einlasselektrode vorgegeben. Vorzugsweise wird in zumindest einem Verfahrensschritt ein Spannungsverlauf zwischen der Thermoelektrode und der Einlasselektrode und/oder Auslasselektrode, sowie ein Spannungsverlauf zwischen der Bewegungselektrode, der weiteren Bewegungselektrode und der Andockelektrode der Auslasskontakteinheit und/oder der Einlasskontakteinheit zeitlich gegeneinander verschoben. Vorzugsweise wird durch eine Verschiebung des Schwingungszyklus gegen den elektrokalorischen Zyklus eine Funktionalität des Einlasskanals und des Auslasskanals als Wärmequelle oder als Wärmesenke geändert, insbesondere vertauscht. Vorzugsweise umfasst das Verfahren zumindest einen Kühlmodus. Insbesondere fällt in dem Kühlmodus der Einlassbewegungsschritt mit dem Quellenbewegungsschritt zusammen. Insbesondere fungiert der Einlasskanal als Wärmequelle. Insbesondere fällt in dem Kühlmodus der Auslassbewegungsschritt mit dem Senkenbewegungsschritt zusammen. Insbesondere fungiert in dem Kühlmodus der Auslasskanal als Wärmesenke. Vorzugsweise umfasst das Verfahren zumindest einen Heizmodus. Insbesondere fällt in dem Heizmodus der Einlassbewegungsschritt mit dem Senkenbewegungsschritt zusammen. Insbesondere fungiert in dem Heizmodus der Einlasskanal als Wärmesenke. Insbesondere fällt in dem Heizmodus der Auslassbewegungsschritt mit dem Quellenbewegungsschritt zusammen. Insbesondere fungiert in dem Heizmodus der Auslasskanal als Wärmequelle. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung kann eine Richtung des Wärmestroms zwischen dem Einlasskanal und dem Auslasskanal vorteilhaft umgekehrt werden. Insbesondere können vorteilhaft zwei Betriebsmodi zu einem Vorheizen oder Vorkühlen des durch den Einlasskanal strömenden Fluids realisiert werden. Insbesondere können die zwei Betriebsmodi vorteilhaft nur durch Anpassung der Ansteuerung, insbesondere ohne weitere Bauteile, realisiert werden.Furthermore, it is proposed that in at least one method step an electrocaloric cycle of the membrane element and an oscillation cycle of the membrane element are shifted in time in order to adapt a direction of a heat flow between the outlet channel and the inlet channel. The oscillation cycle preferably comprises at least one outlet movement step, in particular for a movement of the membrane element in the direction of the outlet channel. The oscillation cycle preferably comprises at least one inlet movement step, in particular for a movement of the membrane element in the direction of the inlet channel. The electrocaloric cycle preferably comprises at least the one heating step. The electrocaloric cycle preferably comprises at least the one heat release step. The electrocaloric cycle preferably comprises at least the one cooling step. The electrocaloric cycle preferably comprises at least the one heat absorption step. The oscillation cycle and the electrocaloric cycle preferably have the same cycle duration. It is conceivable that the oscillation cycle and the electrocaloric cycle are carried out synchronously. Alternatively, the oscillation cycle triggers the electrocaloric cycle and / or vice versa. In particular, a starting point of the oscillation cycle and a starting point of the electrocaloric cycle are matched to one another. In particular, an oscillation cycle is predetermined by an electrical voltage curve between the movement electrode and the docking electrode of the outlet contact unit and / or the electrical voltage curve between the further movement electrode and the docking electrode of the inlet duct unit. In particular, an electrocaloric cycle is predetermined by the electrical voltage profile between the thermoelectrode and the outlet electrode and / or inlet electrode. Preferably, in at least one method step, a voltage curve between the thermoelectrode and the inlet electrode and / or outlet electrode, and a voltage curve between the movement electrode, the further movement electrode and the docking electrode of the outlet contact unit and / or the inlet contact unit are shifted in time with respect to one another. A functionality of the inlet duct and the outlet duct as a heat source or as a heat sink is preferably changed, in particular interchanged, by shifting the oscillation cycle against the electrocaloric cycle. The method preferably comprises at least one cooling mode. In particular, in the cooling mode, the inlet movement step coincides with the source movement step. In particular, the inlet duct acts as a heat source. In particular, in the cooling mode, the outlet movement step coincides with the sink movement step. In particular, the outlet channel functions as a heat sink in the cooling mode. The method preferably comprises at least one heating mode. In particular, in the heating mode, the inlet movement step coincides with the sink movement step. In particular, the inlet duct functions as a heat sink in the heating mode. In particular, in the heating mode, the outlet movement step coincides with the source movement step. In particular, the outlet channel acts as a heat source in the heating mode. A direction of the heat flow between the inlet duct and the outlet duct can advantageously be reversed by the configuration according to the invention. In particular, two operating modes for preheating or precooling the fluid flowing through the inlet channel can advantageously be implemented. In particular, the two operating modes can advantageously only be implemented by adapting the control, in particular without additional components.
Ferner wird vorgeschlagen, dass in zumindest einem Verfahrensschritt eine Wärmestromdichte zwischen dem Einlasskanal und dem Auslasskanal mittels einer an dem Membranelement anliegenden elektrischen Feldstärke und/oder mittels einer Schwingungsfrequenz des Membranelements gesteuert oder geregelt wird. Vorzugsweise wird die elektrische Feldstärke mittels eines Spannungsunterschiedes zwischen der Thermoelektrode und der Einlasselektrode und/oder der Auslasselektrode hervorgerufen. Insbesondere soll unter der „Wärmestromdichte zwischen dem Einlasskanal und dem Auslasskanal“ die über einen elektrokalorischen Zyklus gemittelte Wärmestromdichte zwischen dem Einlasskanal und dem Auslasskanal verstanden werden. Vorzugsweise wird in zumindest einem Verfahrensschritt die Wärmestromdichte zwischen dem Einlasskanal und dem Auslasskanal mittels der während eines elektrokalorischen Zyklus, insbesondere betragsmäßig, maximal an dem Membranelement anliegenden elektrischen Feldstärke eingestellt. Insbesondere wird in zumindest einem Verfahrensschritt die Wärmestromdichte zwischen dem Einlasskanal und dem Auslasskanal mittels eines Unterschieds zwischen der während eines elektrokalorischen Zyklus, insbesondere betragsmäßig, maximalen und minimalen an dem Membranelement anliegenden elektrischen Feldstärke eingestellt. Vorzugsweise wird in zumindest einem Verfahrensschritt die Zyklusdauer des Schwingungszyklus und/oder des elektrokalorischen Zyklus verändert, um eine Wärmestromdichte einzustellen. Insbesondere wird eine Zyklusdauer verringert, um eine Wärmestromdichte zu erhöhen. Insbesondere wird eine Zyklusdauer erhöht, um eine Wärmestromdichte zu reduzieren. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung kann die Wärmestromdichte zwischen dem Einlasskanal und dem Auslasskanal vorteilhaft flexibel angepasst werden.It is also proposed that in at least one method step a The heat flow density between the inlet channel and the outlet channel is controlled or regulated by means of an electrical field strength applied to the membrane element and / or by means of an oscillation frequency of the membrane element. The electrical field strength is preferably produced by means of a voltage difference between the thermoelectrode and the inlet electrode and / or the outlet electrode. In particular, the “heat flow density between the inlet duct and the outlet duct” should be understood to mean the heat flow density between the inlet duct and the outlet duct averaged over an electrocaloric cycle. In at least one method step, the heat flow density between the inlet channel and the outlet channel is preferably set by means of the maximum electric field strength applied to the membrane element during an electrocaloric cycle, in particular in terms of amount. In particular, in at least one method step, the heat flow density between the inlet duct and the outlet duct is set by means of a difference between the maximum and minimum electrical field strength applied to the membrane element during an electrocaloric cycle, in particular in terms of amount. The cycle duration of the oscillation cycle and / or the electrocaloric cycle is preferably changed in at least one method step in order to set a heat flow density. In particular, a cycle time is reduced in order to increase a heat flow density. In particular, a cycle duration is increased in order to reduce a heat flow density. The configuration according to the invention advantageously allows the heat flow density between the inlet duct and the outlet duct to be flexibly adapted.
Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass das Verfahren zumindest einen Kontakterweiterungsschritt umfasst, bei welchem eine Kontaktfläche des Membranelements über eine elektrostatische Kraft zumindest im Wesentlichen vollständig an einem Kontaktelement der Wärmeleiteinheit fixiert wird. Vorzugsweise wird während eines Beginns der Quellenkontaktphase und/oder der Senkenkontaktphase zumindest ein Kontakterweiterungsschritt durchgeführt. Vorzugsweise wird während des Kontakterweiterungsschritts durch eine gegensätzliche elektrische Polung der Bewegungselektrode und der Andockelektrode der Auslasskontakteinheit oder durch eine gegensätzliche elektrische Polung der weitere Bewegungselektrode und der Andockelektrode der Einlasskontakteinheit das Membranelement gegen die Auslasskontakteinheit oder die Einlasskontakteinheit gedrückt. Vorzugsweise wird in dem Kontakterweiterungsschritt die einlassseitige Kontaktfläche des Membranelements zumindest im Wesentlichen vollständig gegen die Einlasskontakteinheit, insbesondere gegen das Kontaktelement der Einlasskontakteinheit gedrückt. Vorzugsweise wird in einem weiteren Kontakterweiterungsschritt die auslassseitige Kontaktfläche des Membranelements zumindest im Wesentlichen vollständig gegen die Auslasskontakteinheit, insbesondere gegen das Kontaktelement der Auslasskontakteinheit, gedrückt. Darunter, dass eine Fläche „im Wesentlichen vollständig“ gegen ein Objekt gedrückt wird, soll insbesondere verstanden werden, dass die Fläche zumindest zu 50 %, vorzugsweise zumindest zu 75 %, besonders bevorzugst, zumindest zu 95 % an dem Objekt anliegt. Vorzugsweise erfolgt der Erwärmungsschritt oder der Kühlungsschritt nach einem abgeschlossenen Kontakterweiterungsschritt. Vorzugsweise wird der Kontakterweiterungsschritt durch eine Verlängerung des Quellenbewegungsschritts oder des Senkenbewegungschritts um eine Vorhaltezeit nach einer ersten Kontaktaufnahme des Membranelements mit der Auslasskontakteinheit oder der Einlasskontakteinheit eingestellt. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung kann eine Wärmeleitung vorteilhaft effizient gestaltet werden. Insbesondere kann eine effektive Kontaktfläche zu einer Wärmeleitung vorteilhaft groß gestaltet werden. Insbesondere kann ein Wärmeaustausch über die Kontaktfläche vorteilhaft schnell erfolgen.Furthermore, it is proposed that the method comprises at least one contact expansion step, in which a contact surface of the membrane element is at least substantially completely fixed to a contact element of the heat conduction unit via an electrostatic force. Preferably, at least one contact expansion step is carried out during the beginning of the source contact phase and / or the sink contact phase. During the contact expansion step, the membrane element is preferably pressed against the outlet contact unit or the inlet contact unit by an opposite electrical polarity of the movement electrode and the docking electrode of the outlet contact unit or by an opposite electrical polarity of the further movement electrode and the docking electrode of the inlet contact unit. In the contact expansion step, the inlet-side contact surface of the membrane element is preferably pressed at least substantially completely against the inlet contact unit, in particular against the contact element of the inlet contact unit. In a further contact expansion step, the outlet-side contact surface of the membrane element is preferably pressed at least substantially completely against the outlet contact unit, in particular against the contact element of the outlet contact unit. The fact that a surface is “essentially completely” pressed against an object is to be understood in particular to mean that at least 50%, preferably at least 75%, particularly preferably, at least 95% of the surface rests on the object. The heating step or the cooling step preferably takes place after a completed contact expansion step. The contact expansion step is preferably set by extending the source movement step or the sink movement step by a retention time after the membrane element has first contacted the outlet contact unit or the inlet contact unit. Due to the configuration according to the invention, heat conduction can advantageously be designed efficiently. In particular, an effective contact area to a heat conduction can advantageously be made large. In particular, heat exchange can advantageously take place quickly via the contact surface.
Weiter wird vorgeschlagen, dass das Verfahren einen Wärmeisolierungsmodus umfasst, bei welchem eine Schwingung des Membranelements blockiert wird. Vorzugsweise wird in dem Wärmeisolierungsmodus das Membranelement in einer festen Schwingungsposition gehalten, insbesondere zu einer Unterbrechung einer Wärmeleitung zwischen dem Membranelement und der Auslasskontakteinheit und/oder Einlasskontakteinheit. Insbesondere wird in dem Wärmeisolierungsmodus der elektrokalorische Zyklus angehalten. Vorzugsweise umfasst ein Lager- und/oder Fixierbereich des Membranelements und/oder eine Lager- und/oder Fixiereinheit der Wärmeübertragervorrichtung für das Membranelement eine Wärmeisolierungsschicht und/oder ist zumindest teilweise aus einem Wärmeisolierungsmaterial gefertigt. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung kann vorteilhaft einfach ein Wärmeaustausch zwischen dem Einlasskanal und dem Auslasskanal unterbunden werden. Insbesondere kann vorteilhaft ein weiterer Betriebsmodus vorteilhaft nur durch Anpassung der Ansteuerung, insbesondere ohne weitere Bauteile, realisiert werden. Insbesondere kann der Wärmeisolierungsmodus vorteilhaft anstelle eines Sommerbypasses verwendet werden. Insbesondere kann eine vorteilhaft bauteilarme und/oder kompakte Wärmeübertragervorrichtung zur Verfügung gestellt werden.It is further proposed that the method include a thermal insulation mode in which vibration of the membrane element is blocked. In the heat insulation mode, the membrane element is preferably held in a fixed oscillation position, in particular to interrupt thermal conduction between the membrane element and the outlet contact unit and / or inlet contact unit. In particular, the electrocaloric cycle is stopped in the thermal insulation mode. A storage and / or fixing area of the membrane element and / or a storage and / or fixing unit of the heat transfer device for the membrane element preferably includes a heat insulation layer and / or is at least partially made of a heat insulation material. The configuration according to the invention can advantageously be used to simply prevent heat exchange between the inlet duct and the outlet duct. In particular, a further operating mode can advantageously be realized only by adapting the control, in particular without additional components. In particular, the thermal insulation mode can advantageously be used instead of a summer bypass. In particular, an advantageously low-component and / or compact heat transfer device can be provided.
Weiterhin wird vorgeschlagen, dass in zumindest einem Verfahrensschritt eine Bewegung eines beweglich gelagerten Brückenelements mit zumindest einem Schwingungszyklus des Membranelements und/oder eines zusätzlichen Membranelements der Wärmeübertragervorrichtung synchronisiert wird. Vorzugsweise wird in zumindest einem Verfahrensschritt eine Wärmeflussrichtung festgelegt, beispielsweise von dem Auslasskanal zu dem Einlasskanal oder von dem Einlasskanal zu dem Auslasskanal. Insbesondere sind das Membranelement und das zusätzliche Membranelement entlang der Wärmeflussrichtung nacheinander angeordnet. Insbesondere werden/wird der Schwingungszyklus und/oder der elektrokalorische Zyklus des Membranelements und/oder des zusätzlichen Membranelements zu einer Realisierung der Wärmeflussrichtung aufeinander abgestimmt. Insbesondere ist ein Wärmeabgabeschritt des Membranelements gegen einen Wärmeabgabeschritt des zusätzlichen Membranelements zeitlich verschoben. Insbesondere wird der Wärmeabgabeschritt für das Membranelements zeitgleich mit dem Wärmeaufnahmeschritt für das zusätzliche Membranelement durchgeführt. Insbesondere wird das Brückenelement in die Wärmeleitposition bewegt, wenn ein in Wärmeflussrichtung vorgeordnetes Membranelement, insbesondere das Membranelement, in den Wärmeabgabeschritt wechselt, insbesondere während des Senkenbewegungsschritts und/oder während des Quellenbewegungsschritts für das in Wärmeflussrichtung vorgeordnete Membranelement. Insbesondere wird das Brückenelement in die Trennposition bewegt, wenn ein in Wärmeflussrichtung nachgeordnetes Membranelement, insbesondere das zusätzliche Membranelement, in den Wärmeabgabeschritt wechselt, insbesondere während des Senkenbewegungsschritts und/oder während des Quellenbewegungsschritts für das in Wärmeflussrichtung nachgeordnete Membranelement. Es ist denkbar, dass das Brückenelement eine kontinuierliche Schwingung zwischen der Trennposition und der Wärmeleitposition ausführt, wobei insbesondere eine Frequenz der Schwingung in regelmäßigen und/oder unregelmäßigen Intervallen mit einer Frequenz des Schwingungszyklus des Membranelements und/oder des zusätzlichen Membranelements abgestimmt wird. Alternativ werden einzelne Bewegungsschritte des Brückenelements, beispielsweise in die Wärmeleitposition und/oder in die Trennposition, von einem Steuersignal für den Schwingungszyklus und/oder für den elektrokalorischen Zyklus ausgelöst. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung kann ein Rückfluss von Wärme, insbesondere in einer der Richtung eines durch die Membranelemente hervorgerufenen Wärmestroms entgegengesetzten Richtung vorteilhaft gering gehalten werden. Insbesondere kann die Wärmeübertragervorrichtung vorteilhaft effizient betrieben werden.It is further proposed that in at least one method step a movement of a movably mounted bridge element is synchronized with at least one oscillation cycle of the membrane element and / or an additional membrane element of the heat transfer device. A heat flow direction is preferably defined in at least one method step, for example from the outlet channel to the inlet channel or from the inlet channel to the outlet channel. In particular, the membrane element and the additional membrane element are arranged one after the other along the heat flow direction. In particular, the oscillation cycle and / or the electrocaloric cycle of the Membrane element and / or the additional membrane element matched to one another to implement the heat flow direction. In particular, a heat release step of the membrane element is shifted in time against a heat release step of the additional membrane element. In particular, the heat release step for the membrane element is carried out simultaneously with the heat absorption step for the additional membrane element. In particular, the bridge element is moved into the heat-conducting position when a membrane element arranged upstream in the heat flow direction, in particular the membrane element, changes to the heat release step, in particular during the lowering movement step and / or during the source movement step for the membrane element arranged upstream in the heat flow direction. In particular, the bridge element is moved into the separation position when a membrane element downstream in the heat flow direction, in particular the additional membrane element, changes to the heat release step, in particular during the lowering movement step and / or during the source movement step for the membrane element downstream in the heat flow direction. It is conceivable that the bridge element carries out a continuous oscillation between the separation position and the heat-conducting position, in particular a frequency of the oscillation being coordinated at regular and / or irregular intervals with a frequency of the oscillation cycle of the membrane element and / or the additional membrane element. Alternatively, individual movement steps of the bridge element, for example into the heat-conducting position and / or into the separation position, are triggered by a control signal for the oscillation cycle and / or for the electrocaloric cycle. The refinement of heat, in particular in a direction opposite to the direction of a heat flow caused by the membrane elements, can advantageously be kept low by the configuration according to the invention. In particular, the heat transfer device can advantageously be operated efficiently.
Darüber hinaus wird eine Fluidaustauschvorrichtung, insbesondere eine Lüftungsanlange, mit zumindest einer erfindungsgemäßen Wärmeübertragervorrichtung und/oder mit einer Steuer- oder Regeleinheit zu einer Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens vorgeschlagen. Vorzugsweise dient der Austausch des Fluids zu einer Temperierung und/oder Veränderung einer Fluidzusammensetzung innerhalb des Raums, beispielsweise zu einer Veränderung eines Wassergehalts, eines Kohlenstoffdioxidgehalts und/oder eines Sauerstoffgehalts des sich in dem Raum befindlichen Fluids. Vorzugsweise umfasst die Fluidaustauschvorrichtung zumindest ein Gehäuse, insbesondere zu einer Aufnahme der Wärmeübertragervorrichtung und/oder der Steuer- oder Regeleinheit. Vorzugsweise umfasst die Fluidaustauschvorrichtung zumindest einen Außenfluidkanal, insbesondere zu einem Einlass des Fluids, insbesondere Luft, in die Fluidaustauschvorrichtung aus einem externen Fluidreservoir, insbesondere der Atmosphäre. Vorzugsweise mündet der Außenfluidkanal in den Einlasskanal. Vorzugsweise umfasst die Fluidaustauschvorrichtung einen Zulaufkanal, insbesondere zu einer Einspeisung des über den Außenfluidkanal einströmenden Fluids in einen Raum. Vorzugsweise mündet der Einlasskanal in den Zulaufkanal. Vorzugsweise umfasst die Fluidaustauschvorrichtung zumindest eine Fluidfördereinheit, insbesondere eine Pumpeneinheit und/oder eine Kompressoreinheit, insbesondere zu einem Ansaugen von Fluid aus dem Fluidreservoir. Vorzugsweise ist die Fluidfördereinheit in dem Außenfluidkanal angeordnet. Vorzugsweise umfasst die Fluidfördereinheit zumindest ein Filterelement zu einem Reinigen des in den Außenfluidkanal gesaugten Fluids. Vorzugsweise ist das Filterelement in dem Außenfluidkanal angeordnet. Vorzugsweise umfasst die Fluidaustauschvorrichtung zumindest einen Ablaufkanal, insbesondere zur Rückführung des sich in dem Raum befindlichen Fluids in die Fluidaustauschvorrichtung. Vorzugsweise mündet der Ablaufkanal in den Auslasskanal. Vorzugsweise umfasst die Fluidaustauschvorrichtung zumindest einen Fortfluidkanal, insbesondere zu einer Einspeisung des durch den Ablaufkanal einströmenden Fluids in das externe Fluidreservoir und/oder ein weiteres von dem Fluidreservoir getrennt ausgebildetes externes Fluidreservoir. Vorzugsweise mündet der Auslasskanal in den Fortfluidkanal. Vorzugsweise umfasst die Fluidaustauschvorrichtung zumindest eine weitere Fluidfördereinheit, insbesondere eine Pumpeneinheit und/oder eine Kompressoreinheit, insbesondere zu einem Ansaugen von Fluid aus dem Raum. Vorzugsweise ist die Fluidfördereinheit in dem Abfluidkanal angeordnet. Vorzugsweise umfasst die Fluidfördereinheit zumindest ein weiteres Filterelement, zu einem Reinigen des in den Abfluidkanal gesaugten Fluids. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung kann eine vorteilhaft kompakte, bauteilarme, geräuscharme und/oder wartungsarme Fluidaustauschvorrichtung zur Verfügung gestellt werden. Insbesondere kann die Fluidaustauschvorrichtung auch in Gebäuden mit geringen Dämmstandards vorteilhaft effektiv eingesetzt werden.In addition, a fluid exchange device, in particular a ventilation system, with at least one heat transfer device according to the invention and / or with a control or regulating unit for carrying out a method according to the invention is proposed. The exchange of the fluid preferably serves to temper and / or change a fluid composition within the room, for example to change a water content, a carbon dioxide content and / or an oxygen content of the fluid in the room. The fluid exchange device preferably comprises at least one housing, in particular for accommodating the heat transfer device and / or the control or regulating unit. The fluid exchange device preferably comprises at least one external fluid channel, in particular to an inlet of the fluid, in particular air, into the fluid exchange device from an external fluid reservoir, in particular the atmosphere. The external fluid channel preferably opens into the inlet channel. The fluid exchange device preferably comprises an inlet channel, in particular for feeding the fluid flowing in via the external fluid channel into a space. The inlet duct preferably opens into the inlet duct. The fluid exchange device preferably comprises at least one fluid delivery unit, in particular a pump unit and / or a compressor unit, in particular for drawing in fluid from the fluid reservoir. The fluid delivery unit is preferably arranged in the external fluid channel. The fluid delivery unit preferably comprises at least one filter element for cleaning the fluid sucked into the external fluid channel. The filter element is preferably arranged in the external fluid channel. The fluid exchange device preferably comprises at least one drain channel, in particular for returning the fluid located in the room to the fluid exchange device. The outlet channel preferably opens into the outlet channel. The fluid exchange device preferably comprises at least one continuous fluid channel, in particular for feeding the fluid flowing in through the discharge channel into the external fluid reservoir and / or a further external fluid reservoir which is separate from the fluid reservoir. The outlet channel preferably opens into the continuous fluid channel. The fluid exchange device preferably comprises at least one further fluid delivery unit, in particular a pump unit and / or a compressor unit, in particular for drawing in fluid from the room. The fluid delivery unit is preferably arranged in the outflow channel. The fluid delivery unit preferably comprises at least one further filter element for cleaning the fluid sucked into the discharge channel. The configuration according to the invention makes it possible to provide an advantageously compact, low-component, low-noise and / or low-maintenance fluid exchange device. In particular, the fluid exchange device can also advantageously be used effectively in buildings with low insulation standards.
Die erfindungsgemäße Wärmeübertragervorrichtung, das erfindungsgemäße Verfahren und/oder die erfindungsgemäße Fluidaustauschvorrichtung sollen/soll hierbei nicht auf die oben beschriebene Anwendung und Ausführungsform beschränkt sein. Insbesondere können/kann die erfindungsgemäße Wärmeübertragervorrichtung, das erfindungsgemäße Verfahren und/oder die erfindungsgemäße Fluidaustauschvorrichtung zu einer Erfüllung einer hierin beschriebenen Funktionsweise eine von einer hierin genannten Anzahl von einzelnen Elementen, Bauteilen und Einheiten sowie Verfahrensschritten abweichende Anzahl aufweisen. Zudem sollen bei den in dieser Offenbarung angegebenen Wertebereichen auch innerhalb der genannten Grenzen liegende Werte als offenbart und als beliebig einsetzbar gelten.The heat transfer device according to the invention, the method according to the invention and / or the fluid exchange device according to the invention should / should not be limited to the application and embodiment described above. In particular, the heat transfer device according to the invention, the method according to the invention and / or the fluid exchange device according to the invention can perform one of a number of individual elements mentioned here to fulfill a function described herein, Components and units as well as procedural steps have different numbers. In addition, in the value ranges specified in this disclosure, values lying within the limits mentioned are also to be regarded as disclosed and to be used as desired.
Figurenlistelist of figures
Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In der Zeichnung sind fünf Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Die Zeichnung, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.Further advantages result from the following description of the drawing. Five exemplary embodiments of the invention are shown in the drawing. The drawing, the description and the claims contain numerous features in combination. The person skilled in the art will expediently also consider the features individually and combine them into useful further combinations.
Es zeigen:
-
1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Fluidaustauschvorrichtung mit einer sich überkreuzenden Führung und Rückführung eines Fluids, -
2 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Wärmeübertragervorrichtung in Schichtbauweise, -
3 eine schematische Darstellung einer Wärmeleiteinheit der erfindungsgemäßen Wärmeübertragervorrichtung, -
4 ein Flussdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens zu einem Betrieb der erfindungsgemäßen Wärmeübertragervorrichtung, -
5 eine schematische Darstellung einer Ansteuerung über einen Schwingungszyklus eines Membranelements der erfindungsgemäßen Wärmeübertragervorrichtung, -
6 eine schematische Darstellung einer alternativen erfindungsgemäßen Fluidaustauschvorrichtung mit einer parallelen Führung und Rückführung eines Fluids, -
7 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Wärmeübertragervorrichtung für die alternative Fluidaustauschvorrichtung, -
8 eine schematische Darstellung einer alternativen erfindungsgemäßen Wärmeübertragervorrichtung für die alternative Fluidaustauschvorrichtung, -
9 eine schematische Darstellung einer weiteren alternativen erfindungsgemäßen Fluidaustauschvorrichtung, insbesondere einer Wärmepumpe, -
10 eine schematische Darstellung einer weiteren alternativen erfindungsgemäßen Wärmeübertragervorrichtung mit einem fluiden Wärmeleitelement, -
11 eine schematische Darstellung einer zusätzlichen alternativen erfindungsgemäßen Wärmeübertragervorrichtung mit soliden Wärmeleitelementen und -
12 eine schematische Darstellung eines Brückenelements der zusätzlichen alternativen erfindungsgemäßen Wärmeübertragervorrichtung.
-
1 1 shows a schematic representation of a fluid exchange device according to the invention with a crossing and returning of a fluid, -
2 1 shows a schematic representation of a heat transfer device according to the invention in a layered construction, -
3 1 shows a schematic representation of a heat conduction unit of the heat transfer device according to the invention, -
4 2 shows a flowchart of a method according to the invention for operating the heat transfer device according to the invention, -
5 1 shows a schematic illustration of a control via an oscillation cycle of a membrane element of the heat transfer device according to the invention -
6 1 shows a schematic illustration of an alternative fluid exchange device according to the invention with parallel guidance and return of a fluid, -
7 1 shows a schematic representation of a heat transfer device according to the invention for the alternative fluid exchange device, -
8th 1 shows a schematic representation of an alternative heat transfer device according to the invention for the alternative fluid exchange device, -
9 1 shows a schematic representation of a further alternative fluid exchange device according to the invention, in particular a heat pump, -
10 1 shows a schematic illustration of a further alternative heat transfer device according to the invention with a fluid heat-conducting element, -
11 is a schematic representation of an additional alternative heat transfer device according to the invention with solid heat-conducting elements and -
12 is a schematic representation of a bridge element of the additional alternative heat transfer device according to the invention.
Beschreibung der AusführungsbeispieleDescription of the embodiments
Die Wärmeübertragervorrichtung
Das Membranelement
Vorzugsweise werden in einem Anpassungsschritt
In den
Hinsichtlich weiterer Merkmale und/oder Funktionen der Fluidaustauschvorrichtung
Die Wärmeübertragervorrichtung
Hinsichtlich weiterer Merkmale und/oder Funktionen der Fluidaustauschvorrichtung
Claims (16)
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