DE1806085C - Kühlschrank mit Peltier-Kühlblöcken - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eir jn Kühlschrank, insbesondere dür Blutkonservei,, mit einsr aus einem oder mehreren Peltier-Kühlblöcker. bestehenden Wärmepumpe und einem Innenlüfter. Bei derartigen Kühlschränken werden an die Temperaturkonstanz hohe Anforderungen gestellt (vgl. z. B. Normblatt DIN 58371, Entwurf Dezember 1966), und zwar sowohl hinsichtlich einer gleichmäßigen Temperatur im Innern, wozu der Innenlüfter erforderlich ist, als auch hinsichtlich der Temperaturhaltung bei Stromausfall. Die Erfüllung der letztgenannten Forderung wird dadurch erschwert, daß die Peltier-Kühlblöcke bei Siiromsusfail einen Wärmeleitweg relativ geringen Widerstandes zwischen dem Kühlraum und der Umgebung bilden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Kühlschrank der obengenannten Art die Temperaturhaltung bei Stromausfall zu verbessern. Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß der Kühlschrank zur Aufnahme des Kühlgutes in Schaumstoff eingebettete Dewargefäße enthält, daß die Wärmepumpe an der Decke des Kühlschrankes angeordnet ist, daß zwischen ihrer Kaltseite und dem Nutz-Kühlraum eine wärmeisolierende, horizontale Platte liegt und daß der Innenlüfter neben dieser Platte derart angeordnet ist, daß der von ihm geförderte Luftstrom um Ober- und Unterseite der Platte zirkuliert und dabei die oberen öffnungen der Dewargefäße bestreicht. Hierbei wird der Wärmetransport zwischen Kühlgut und Wärmepumpe durch den zirkulierenden, zwangsgeförderten Luftstrom vermittelt. Durch die sehr gute Wärmeisolierung der Dewargefuße ist die (iewähr gegeben, daß das Kühlgut Hinüber die Offnungen der Dewargefäüe Wärme aufnehmen oder abgeben kann. Sobald der Innenlüfter bei Stromausfall zum Stillstand kommt, ist dieser Wärme-Transportweg unterbrochen. Hin direkter Wärmeaustausch zwischen Kühlgut und Wärmepumpe durch natürliche Konvektion oder Wärmeleitung wird durch 'lic isolierende Platte weitgehend verhindert.

Es ist bekannt, bei Peltier-Kühlblöcken den Wärmerückstrom bei Stromausfall durch bewegliche Elemente zu unterbrechen, beispielsweise durch elektromagnetisch gesteuerte Ventile, die den Umlauf eines strömenden, wärmetransportierenden Mittels absperren (Unterlagen der deutschen Gebrauchsmuster 1 890 239 und 1 979 136). Derartige bewegliche Steuerelemente sind jedoch aufwendig und können zu Störungen Anlaß geben; das ist bei der vorliegenden Lösung, die lediglich eine unbewegliche, wärmeisolierende Platte in Verbindung mit dem ohnehin vorhandenen Innenlüfter vorsieht, nicht der Fall. Es ist ferner ein durch Peltier-Kühlblöcke gekühlter Behälter bekannt, bei dem die Warmseite der Peltier-Kühlblöcke auf der Außenseite des Behälters in einem Kanal Hegt, in dem ein durch einen Lüfter geförderter Luftstrom fließt. Bei Ausfall tier Stromversorgung für die Peltier-Kühlblöcke steht auch hier der Lüfter still, so daß ein Wärmerückstrom zum gekühlten Behälter weitgehend verhindert ist (USA.-Patentschrift 3 216 205).

Bei dem Kühlschrank nach der Erfindung kann die wärmeisolierende Platte mit Vorteil auf einer oder beiden Seiten v-erspiegelt sein, beispielsweise durch aufgedampfte oder aufgeklebte Aluminiumschichten. Dadurch wird auch der Wärmetransport durch Strahlung unterdrückt.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt.

Fig. 1 zeigt einen Schnitt durch einen Blutkonserven-Kühlschrank und

F i g. 2 einen dazu senkrechten Schnitt längs der Linie H-II in Fig. 1.

Mit 1, 2 bzw. 3 sind der Boden, die Seitenwär.dc bzw. die Decke des Kühlschrankes bezeichnet; sie bilden einen zusammenhängenden, selbsttragenden Gehäusekörper, der beispielsweise aus Kunststoff-Hartschaum bestehen kann. Der Schrank ist durch eine schwenkbare Tür 4 verschließbar.

An der Decke 3 des Kühlschrankes ist die Wärmepumpe angeordnet, die aus vier thermisch parallelgeschalteten Peltier-Kaskaäen 5 besteht. Jede Kaskade umfaßt zwei thermisch hintereinandergeschaltete Peltier-Kühlblöcke 6. In Reihe mit den Peltier-Kühlblöcken 6 liegen ferner Metallblöcke 7, 8 und 9, die z. B. aus Aluminium bestehen können. Auf der Kaltseite jeder Kaskade ist ein als Rippenkörper ausgebildeter Wärmeaustauscher 10, auf der Warmseite ein einsprechender Wärmeaustauscher 11 angeordnet. Die Peltier-Kühlblöcke 6 sämtlicher Kaskaden sind elektrisch in Reihe geschaltet.

Unterhalb der Wärmeaustauscher 10 ist eine wärmeisolierende Platte 12 in horizontaler Lage angeordnet, die ebenfalls aus Kunststoff-Hartschaum bestehen und auf beiden Seiten 12 a und 12 ft verspiegelt sein kann, beispielsweise durch aufgeklebte Aluminiumfolien. Neben der Platte 12 befindet sich ein Tangential-Doppellüfter 13, der durch einen Elektromotor 14 angetrieben wird und in Richtung des Pfeiles 13 a rotiert. Er fördert einen .Luftstrom, der in Richtung der Pfeile IS um die Isolierplatte 12 zirkuliert und dabei die Wärmeaustauscher 10 durchströmt. Der Wärmeaustauscher 11 wird durch einen Außenlüfter 20 gekühlt; die Luft durchströmt einen Blechmantel 21.

Im Nutz-Kühlraum des Kühlschrankes ist ein herausnehmbarer Behälter 16 angeordnet, der aus mehreren Dewargefälk'ii 17 besteht, die in einem Schaum-

Kunststoff 18 eingebettet sind. Die zylindrischen Hohhäume 19 sind zur Aufnahme von Blutkonserven-Flaschen bestimmt.

Beim Normalbetrieb des Kühlschrankes entzieht der in Richtung der Pfeile 15 zirkulierende Luftstrom dem in den Hohlräumen 19 untergebrachten Kühlgut Wärme und gibt sie an die Wärmeaustauscher 10 ab, von wo sie durch die Peltier-Kaskaden S an die äußeren Wärmeaustauscher 11 und mit Hilfe des Außenlüfters 20 an die Umgebung abgeführt wird. Die Peltierkaskaden 5 sind in an sich bekannter Weise so geregelt, daß das Kühlgut auf einer bestimmten Temperatur gehalten wird, bei Blutkonserven beispielsweise 4° C.

Fällt die Spannung des Netzes, an dem der Kühlschrank betrieben wird, aus oder wird der Kühlschrank zwecks Transport vom Netz getrennt, so werden die Peltier-Kaskaden 5 unwirksam; gleichzeitig stehen die Lüfter 13 und 20 still. Damit ist auch der längs der Pfeile 15 zirkulierende LufUtrom unterbrachen. Ein Wärmeaustausch zwischen dem Kühlgut und der Umgebung über Boden und Seitenwände des Behälters 16 ist praktisch nicht möglich, da die eingeschäumten Dewargefäße 17 eine sehr gute Isolierung bilden. Eine Wärmeabgabe oder -aufnahme des Kühlgutes kann also nur über die oberen Öffnungen 19 α der Hohlräume 19 stattfinden. Der Wärmeübergang von den Öffnungen 19 α zu den Wärmeaustauschern 10, die verhältnismäßig schnell die Temperatur der Umgebung annehmen, ist jedoch durch die wärmeisclierende Platte 12 gesperrt, die eine natürliche Konvektion weitgehend verhindert.

Bei Kühlschränken für Blutkonserven wird gefordert, daß die Normaltemperatur der Konserven von 4° C in sechs Stunden bei einer Außentemperatur von 40° C nicht über 10° C steigen bzw. bei einer Außentemperatur von — 32° C nicht unter 2° C absinken darf. Mit der vorliegenden Lösung gelingt es/diese

Toleranzen einzuhalten, obwohl die Peltier-Kaskaden 5 die Wärmeisolierung des Kühlschrankes bei Stromausfall erheblich vermindern.

Der Begriff Kühlschrank soll nicht besagen, daß das im Schrank gelagerte Gu* sich stets auf einer

ao niedrigeren Temperatur befindet als die Umgebung. Es versteht sich vielmehr, daß die Peltier-Kaskaden 5 bei kalter Umgebung durch Umschalten der Stromrich*ung auch als Heizelemente wirken können, die Wärme von außen nach innen transportieren.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Kühlschrank, insbesondere für Blutkonserven, mit einer aus einem oder mehreren Peltier-Kühlblöcken bestehenden Wärmepumpe und einem Innenlüfter, dadurchgekennzeichn e t, daß er zur Aufnahme des Kühlgutes in Schaumstoff (18) eingebettete Dewargefäße (17) enthält, daß die Wärmepumpe (5) an der Decke ro (3) des Kühlschrankes angeordnet ist, daß zwischen ihrer Kaltseite (10) und dem Nutz-Kühlraum (19) eine wärmeisolierende, horizontale Platte (12) liegt und daß der Innenlüfter (13) neben dieser Platte derart angeordnet ist, daß der von ihm geförderte Luftstrom (15) um Ober- und Unterseite der ?!atte zirkuliert und dabei die oberen öff.iungen (19 a) der Dewargefäße bestreicht.

2. Kühlschrank nach Anspruch 1, dadurch ge- ac kennzeichnet, daß die wärmeisolierende Platte (12) auf einer oder beiden Seiten (12 α, 12 b) verspiegelt ist.