DE1918453A1

DE1918453A1 - Raumklimageraet mit Peltier-Block-Aggregat

Info

Publication number: DE1918453A1
Application number: DE19691918453
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1969-04-11
Filing date: 1969-04-11
Publication date: 1970-10-15

Description

Insbesondere zur Kühlung der Baumluft sind Klimageräte entwickelt worden, die mit Aggregaten aus Peltierzellen ausgerüstet sind. Üblicherweise werden die Feitierzellen hierbei nebeneinander angeordnet und zu einem Bauteil vereinigt, das einen Block nach Art einer planparallelen Platte bildet, wobei die eine Planfläche die Warmseite und die andere Planfläche die Kaltseite des Peltierblockes darstellt. Bei den bekannten Klimagerä— ten der betrachteten Art ist sowohl warinseitig als auch kaltseitig der Peltiereleiuente ein Wärmetauscher angebracht.

Sie bekannten, nach dem Peltierprinzip arbeitenden Baumklimageräte werden innerhalb der zu klimatisierenden Bäume an einer Außenwand aufgestellt, in der zwei LuftdurchtrittsÖffnungen vorgesehen werden müssen, über welche Außenluft nach dem einen Wärmetauscher zu- und abgeführt wird.

Die Notwendigkeit, an der Verwendungsstelle der bekannten Klimageräte Mauerdurchbrüche vornehmen zu müssen, steht der Verbreitung der bekannten Baumklimageräte im Wege. Hier abzuhelfen, ist vor allem Aufgabe der Erfindung, die zugleich einen guten Leistungsfaktor erbringt.

Zur Lösung der Erfindungsaufgab· wird von einen Baumklimagerät mit Pel—

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tier-Block-Aggregat aus flachen Peltierelementen und Wärmetauschern zu " beiden Seiten derselben ausgegangen. An einem solchen Baumklimagerät be-» steht die Erfindung darin, daß die Peltier»Blöcke in Säulen übereinander und in Reihen nebeneinander in Flachbauweise zu einer Klimatruhe zusammengefaßt sind, die eine großflächige hintere Abdeckwand sowie eine großflächige vordere Abschlußwand mit Lufteinlaß- und Luftauslaßöffnungen und gegebenenfalls einen Lüfter besitzt, wobei die Wärmetauscher auf der Warmseite der Peltierelemente als Flüssigkeitswärmetauscher ausgebildet sind und, soweit sie einer gemeinsamen Säule angehören, von wenigstens einem lotrecht verlaufenden gemeinsamen Kupferrohr gebildet sind, das an ein Hauptzuleitungsrohr und an ein Hauptableitungsrohr mit Verbindungselementen zum Anschließen an den Vor- und Bücklauf einer Warmwasserheizungsanlage angeschlossen ist.

Die Klimatruhen werden etwa in der Größe der bisher in Warmwasserheizungsanlagen gebräuchlichen Badiatoren erstellt und anstelle dieser Badiatoren über ihre Verbindungselemente am Hauptzuleitungsrohr und am Hauptableitungsrohr mit den Bohrleitungen verbunden, die den Vorlauf und Bücklauf einer Warmwasserheizungsanlage bilden.

Soll die Baumluft gekühlt werden, dann wird das Peltier-Block-Aggregat an das elektrische Hausnetz angeschlossen» Dem Luftwärmetauscher wird über die Peltierzellen Wärme entzogen, die dem Wasserkreislauf der Heizung übertragen und an einer geeigneten Stelle, beispielsweise im Keller, durch einen Wärmetauscher wieder abgeführt wird. Das Wasser übernimmt hierbei die Bolle eines Hilfsmediums. Die Kühlwirkung wird besonders intensiv, wenn die Luft für den Luftwärmetauscher mittels eines Lüfters angesaugt und durch den Luftwärmetauscher gedrückt wird.

Beim Heizbetrieb, in welchem die Wärme nach wie Vor de« Heizwasser entnommen wird, ergeben sich die bekannten Vorteile, die bei einer Heiztruhe vorhanden sind und im raschen Anheizen und der guten Regelmöglichkeit bestehen. Beim Kühlbetrieb ergibt sich für die Peltierzellen ein guter Leistungs— ^; faktor, nicht zuletzt deshalb, weil über die Kupferrohre eine gute Wärmeabgabe an das Heizungswasser möglich ist.

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Üb ait dta erfindungsgemäßen Gerät zugleich das Problem der unmittelbaren Nutzung zumindest eines Teile der anfallenden Wärme lösen zu können, ist nach einem weiteren Merkmal der Erfindung die Ausbildung so getroffen, daß * auf der den Peltierblö'cken abgekehrten Seite der Bohre gut wärmeleitend zusätzliche Luftwäraetaueeher angeordnet sind· Wird beispielsweise «it den an den Peltierblocken unmittelbar anliegenden Wärmetauschern einen Baum Wärme entzogen, dann wird über das Bohr und das darin befindliche Wasser den zusätzlichen Luftwämetauseherη Wärme von den Peltierelementen zugeleitet. Über diese zusätzlichen Wärmetauscher kann nun Luft aus einem kälteren Raua, der erwärmt werden soll, geführt und anschließend in diesen zu erwärmenden Raua zurückgeleitet werden. Dabei entzieht die über die zusätzlichen Wärmetauscher geleitete Luft diesen Wärmetauschern Wärme und leitet sie in den zu heizenden Raum.

In Weiterentwicklung des Gerätes ait den zusätzlichen Wärmetauschern ist es ferner vorteilhaft, wenn zwischen den Ltiftwärmetauschern und den Peltierblöcken großflächig an diesen beiden Bauteilen anliegende weitere Rohre ait Rohranschlüssen zua Einbau in zentrale Warawasserheizungsanlagen vorgesehen werden« Ein derartiges Gerät kann in besonders vorteilhafter Weise sowohl für den Kühlbetrieb, als auch den Heizbetrieb eingesetzt werden. Bei ihm kann ia Heizbetrieb beispielsweise der Teil mit den PeltierblÖcken abgeschaltet und lediglich das eine Bohr mit den zugehörigen Wärmetauschern eingeschaltet werden. Dann übernimmt dieser Teil die gleiche Funktion wie ein Radiator, der ansonsten an dieser Stelle angeordnet sein könnte.

Weitere Vorteile und Merkmale sind in der nachstehenden Beschreibung der Zeichnung erläutert, die ein Ausführungsbeispiel und Einzelheiten veranschaulicht., Es zeigen:

Fig. 1: einen Peltier-Block mit Luft- und Flüssigkeitsväraetauecher zusammengebaut, im Querschnitt scheaatisch,

Fig. 2: eine schematische Rückansicht eines Raumklimagerätes aus 8 Peltier-Blöcken, die in 2 Säulen zu je 4 Blöcken in 2 Reihen angeordnet sind,

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Fig. 3s das Gerät nach Fig· 2 in Seitenansicht, schematisch,

Fig. 4: eine Klimatruhe in Vorderansicht,

Fig. 5: einen vergrößerten Schnitt entlang der Linie V-V in Fig. 4,

Fig· 6: eine Prinzipdarstellung eines Gerätes mit Hilfamediumträger und Wärmetauschern sowie Zusatcwärmetauschern,

Fig. 7i ein dem Gerät nach Fig· 6 entsprechendes Gerät mit zwischen den Luftwärmetauschern und den Peltier-Blöcken angeordnetem weiterem Bohr.

Das Bauelement nach Fig. 1 setzt sich aus dem Pel tier-Block 1 mit dem daran anschließenden rechteckigen Kupferrohr 2, der Abschlußwand 3 und dem LuftwärmetauBcher 4 zusammen· An der Warmseite des Peltier-Blockes 1 liegt unter inniger Berührung auf der ganzen Fläche die Bohrwand 5 an. An der gegenüberliegenden .Seite des Peltier-Blockes 1 kommt die Bückwand 6 des Wärmetauschers 4 zur Anlage. Mittels der Zugfedern 7 wird die Bückwand 3» die beispielsweise aus dem unter dem Handelsnamen "Pertinax" bekannten Kunststoff besteht, fest gegen das Bechteckrohr 2 gedrückt, das seinerseits gegen den Peltier-Block 1 gezogen wird, der an der Rückwand 6 abgestützt ist. Der Luitwärmetauscher 4 ist mit den Hilfsblechen 8 und 9 abgedeckt. Im übrigen ist die gesamte Baueinheit mit Kunststoff 10 ausgeschäumt· Die elektrischen Anschlüsse 11 und 12 sind nach aulien geführt. Am Bechteckrohr 2 sind noch Rohranschlüsse 13 vorhanden, über welche das Bauelement mit dem Vor- und Bücklauf einer nichtgezeigten Warmwasserheizungsanlage verbunden werden kann.

Das Kupferrohr 2 könnte selbstverständlich auch dreieckigen Querschnitt oder halbrunden Querschnitt aufweisen* Wesentlich ist nur, daß eine ebene Seite vorhanden ist, mit welcher das Bohr innig und großflächig am Peltier-Block liegt.

Mach Fig. 2 und 3 sind acht der in Fig. 1 dargestellten Baueinheiten zu

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• einem Baumklimagerät vereinigt, wobei dies« Blöcke in zwei Säulen A und B übereinander und in vier Reihen a, b,c und d nebeneinander in Flachbauweise angeordnet und mit einer gemeinsamen rückwärtigen Abschlußwand 14 ausgerüstet sind« Das an den Peltier-Blöcken 1 anliegende Kupferrohr wird für jede Säule von einem durchgehenden Bohrstück 15 bzw. 16 gebildet, das einerseits an ein Hauptzuleitungsrohr 17 und anderseits an ein Hauptablei— tungsrohr 18 angeschlossen ist.

Der aktive Teil der Klimatruhe nach Fig. 4 und 5 setzt sich wiederum aus mehreren Bauelementen nach Fig. 1 zusammen, die in Säulen übereinander und in Reihen nebeneinander gemäß Fig.' 2 und 3 angeordnet sind, wobei jedem Säulenblock ein gemeinsames Bohrstück 15* zugeordnet ist, welches an ein Hauptzuleitungsrohr 17' und an ein Hauptableitungsrohr 18' angeschlossen ist. Bei der Kühltruhe ist eine gemeinsame vordere Abschlußwand 19 vorhanden, die in einem den Peltiersäulenblock nach unten überragenden Stück das Lufteinlaßgitter 20 und in einem die Peltierblocksäule nach oben überragenden Stück das Luftauslaßgitter 21 besitzt. Die Rückwand 6¹ des Luftwärmetauschers ist nach unten verlängert, so daß eine bis auf das Lufteinlaßgitter 20 verschlossene Kammer 22 entsteht, in welcher ein Lüfter 23 eingebaut ist. Auch nach oben ist die Bückwand 6* verlängert. Ihr freies Ende schließt an das Ende des Luftauslaßgitters 21 an. Durch diese Bauweise wird sichergestellt, daß die gesamte mittels des Lüfters 23 angesaugte Baumluft durch den Luftwärmstauscher geleitet und über das Luftauslaßgitter 21 wieder in den Raum gedrückt wird. Im übrigen besitzt auch die Klimatruhe eine hintere großflächige Abdeckwand, die hier mit 14' bezeichnet ist. Die Rohre 17' und 18* führen zu nach außen zugänglichen Verbindungselementen 24, 25, über welche die Klimatruhe an dem Vor- und Rücklauf einer Warmwasserheizungsanlage angeschlossen werden kann.

Das in Fig. 6 dargestellte Gerät ist ähnlich demjenigen gemäß Fig. 5 aufgebaut. Die den aktiven Teil bildenden Peltier-Blöcke sind wiederum in Säulen übereinander und in Reihen nebeneinander angeordnet. Auf der Zeichnung sind lediglich drei übereinander angeordnete Peltier-Blöcke zu erkennen, die mit 31» 32 und 33 bezeichnet sind. Sie liegen einerseits an den Luftwärmetauschern 34_f 35 und 36, anderseits an dem Bohr 37 an, wobei für guten

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Wärmeübergang zwischen den einzelnen Bauteilen gesorgt ist. Das Bohr 37 besitzt Anschlußelemente 38 und 39, über welche es mit dem Vor- und Rücklauf einer Warmwasserheizungsanlage verbunden werden kann« An den den Pel— tier-Blöcken gegenüberliegenden Seiten des Rohres 37 sind zusätzliche Luft— wärmetauscher 40, 41 und 42 angebracht.

Die zusätzlichen Wärmetauscher 40, 41 und 42 ermöglichen vor allem die unmittelbare Verwertung zumindest eines Teiles der bei Wärmeentzug über die Luftwärmetauscher 34, 35, 36 von den Peltier-Blöcken stammenden Wärme. Wird beispielsweise ein Raum über die Luftwärmetauscher 34, 35 und 36 gekühlt, so gelangt ein beachtlicher Teil der von den Peltier-Blöcken 31, 32 und 33 entwickelten Wärme an die Luftwärmetauscher 40, 41 und 42. Über diese kann nun Luft aus einem zu erwärmenden Raum geführt und diesem Raum wieder zugeleitet werden. Dabei wird diese Luft an den zusätzlichen Wärmetauschern^ 40, und 42 erwärmt. Einerseits wird somit den Zusatzwärmetauschern Wärme entzogen, anderseits wird diese Wärme dem zu erwärmenden Raum zugeführt.

Bei dem Gerät nach Fig. 7 sind die gleichen Bauteile vorhanden wie bei dem Gerät nach Fig· 6. Diese Bauteile sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen wie in Fig. 6. Außer diesen Bauteilen ist noch ein weiteres mit 4> be-, zeichnetes Rohr vorhanden, welches wiederum Anschlußelemente aufweist, die hier mit 44 und 45 bezeichnet sind. Über diese Anschlußelemente kann das Rohr 43 an die Warmwasserheizungsanlage angeschlossen wer.den.

Soll das Gerät nach Fig. 7 zum Kühlen verwendet werden, dann kann dies in gleicher Weise geschehen wie bei dem Gerät nach Fig. 6, wobei da,s. Rohr 43, in dem auf alle Falle Flüssigkeit sein soll, entweder an die Wa sse.r führung zur Zentrale angeschlossen oder von ihr abgetrennt, sein kann. Zum Heizbetrieb würde es genügen, allein das Rohr 43 in den-ihfeßs^rlauf der Heizungsanlage zu legen. Dann würde das Gerät mit den Wärmetauschern -34» 35 und 36 gleichsam einen Radiator der Heizungsanlage ersetzen,. ..,V_-

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BAO ORIGINAL

Claims

Schutzanaprüche

Vi«)J Raumklimagerät mit Peltier-Block-Aggregat aus flachen Peltierelementen und Warnetaueehern beidseitig derselben, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmetauscher auf der Warmseite der Peltierelemente (l) als Flüssigkeitewärmetauscher (2) ausgebildet und mit Rohranschlüssen (13) zum Verbinden ait dem Vor- und Rücklauf einer Warmvasserheizungsanlage ▼ersehen ist, während der andere Wärmetauscher als Luftwärmetauscher (k) gestaltet ist.
2.) Raumklimagerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Flüssigkeit swärme tau scher (2) vornehmlich mittels Kupierrohr gebildet ist, welches mit großer Fläche innig an den Peltiereleinenten (l) anliegt.
3·) Raueklimagerät nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftwärmetauscher (4) mit seiner Rückwand (6) am Peltier-Aggregat (l) anliegt und daß das Peltier-Aggregat (l) zwischen dieser Rückwand (6) und einer Abschlußwand (3) eingebaut ist, wobei die Abschlußwand (3) und die Rückwand (ö) mittels Federn fest gegen die •Peltierelemente (l) gezogen sind und wobei der Raum zwischen der Rückwand (6) und der Abschlußwand (3) mit Kunststoff ausgeschäumt ist.
4.) Raueklimagerät nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Peltier-Blöcke in Säulen (A, B) übereinander und in Reihen (a, b, c, d) nebeneinander in Flachbauweise zu einer Klimatruhe zusammengefaßt sind, die eine großflächige hintere Abdeckwand (14¹), sowie eine großflächige vordere Abschlußwand (19) ait Lufteinlaßöffnung (20) und Luitauslaßöifnung (21) und gegebenenfalls einen Lüfter (23) besitzt, wobei der Vorlauf und der Rücklauf jedee Flüssigkeitswäraetauscuers ait einem Hauptzuleitungsrohr (17) und einea Hauptableitungsrohr (l8) ait Verbindungseleaenten zua Anschließen an den Vor- und Rücklauf einer Warawasaerheizungsanlage verbunden sind·

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5.) Baumklimagerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeitswärmetauscher der Peltier-Blöcke einer Säule (A₉ B) mittels wenigstens eines lotrecht verlaufenden gemeinsamen Bohrstückes (15, 16) gebildet sind,
6.) Baumklimagerät nach den Ansprüchen 1 bis 5» dadurch gekennzeichnet, daß auf der den Peltier-Blöcken (3I₉ 32, 33) abgekehrten Seite der Bohre (37) zusätzliche Luitwärmetauscher (40, 41, 42) angeordnet sind.

7·) Baumklimagerät nach den Ansprüchen 1 bis. 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Luftwärmetauschern (34, 35, 36) und den Peltier-Blökken (31, 32, 33) großflächig an diesen beiden Bauteilen (3I, 32, 33j 34, 35, 36) anliegende, weitere Bohre (43) mit Bohranschlüssen (44, 45) zum Einbau in zentrale Warmwasserheizungsanlagen vorgesehen sind.

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