DE202004010081U1

DE202004010081U1 - Anordnung für thermoelektrisch arbeitende 12-Volt-Kühlgeräte und 12-Volt-Kühlgerät mit einer solchen Anordnung sowie Deckel für eine 12-Volt-Kühlbox

Info

Publication number: DE202004010081U1
Application number: DE200420010081
Authority: DE
Original assignee: Waeco International GmbH
Current assignee: Dometic Waeco International GmbH
Priority date: 2004-06-25
Filing date: 2004-06-25
Publication date: 2004-08-26
Anticipated expiration: 2014-06-26

Abstract

Anordnung (10) für thermoelektrisch arbeitende 12-Volt-Kühlgeräte, insbesondere Auto- und Bootskühlschränke, transportable Kühlboxen u. dgl., umfassend wenigstens ein thermoelektrisches Element und ein Netzgerät (14) zur Umwandlung einer von einer Stromquelle gelieferten Eingangsspannung in eine als Betriebsspannung des wenigstens einen thermoelektrischen Elementes und ggf. vorhandener weiterer Bauelemente dienende Ausgangsspannung, dadurch gekennzeichnet, daß das Netzgerät derart ausgebildet ist, daß es als Ausgangsspannung eine Gleichspannung zwischen 9,4 und 11,6 V, vorzugsweise 10,5 V liefert.

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung für thermoelektrisch arbeitende 12-Volt-Kühlgeräte, insbesondere Auto- und Bootskühlschränke, transportable Kühlboxen und dergleichen, umfassend wenigstens ein thermoelektrisches Element sowie ein Netzgerät zur Umwandlung einer von einer Stromquelle gelieferten Eingangsspannung in eine als Betriebsspannung des wenigstens einen thermoelektrischen Elementes und ggf. vorhandener weiterer Bauelemente dienenden Ausgangsspannung. Des weiteren betrifft die Erfindung ein 12-Volt-Kühlgerät mit einer solchen Anordnung, insbesondere eine transportable Kühlbox sowie einen Deckel für eine solche 12-Volt-Kühlbox.
Solche Anordnungen, Kühlgeräte und Deckel sind bekannt. Entsprechend ausgestattete Kühlgeräte finden insbesondere im Automobil-, Camping- und Bootsbereich Anwendung, also immer dort, wo Strom zumindest temporär nur in begrenzter Menge zur Verfügung steht und die Stromversorgung zumindest zeitweise nur über Starter- oder Versorgerbatterien erfolgt.
Da sich sowohl im Automobil- als auch im Bootsbereich sogenannte 12-Volt-Systeme durchgesetzt haben, deren Batterien eine Spannung von etwas mehr als 12 Volt liefern, so daß alle Komponenten, insbesondere also die hier in Frage stehenden Kühlgeräte auf eine Betriebsspannung von 12,2 Volt ausgelegt sind (die im Betrieb um etwa ein halbes Volt schwanken kann, ohne die Betriebssicherheit der jeweils versorgten Geräte zu beeinträchtigen), spricht man gemeinhin von "12-Volt-Geräten" um den Unterschied zu 24 Volt Geräten sowie solchen Geräten zu verdeutlichen, die mit üblichen Netzspannungen (in Deutschland also eine 230-Volt-Wechselspannung, in anderen Ländern z.B. 110-Volt-Wechselspannung) versorgt werden.
Unter den Begriffen "12-Volt-Kühlgeräte" bzw. "12-Volt-Kühlbox" werden in dieser Anmeldung demzufolge solche Geräte verstanden, die dazu ausgebildet sind, ausschließlich (oder alternativ zum Anschluß an eine Spannungsquelle mit höherer Spannung, insbesondere 230-Volt-Wechselspannung) an eine wie auch immer geartete 12-Volt-Stromquelle angeschlossen zu werden, wobei systembedingt klar ist, daß eine entsprechende "12-Volt-Stromquelle", also z.B. eine Versorgerbatterie einer Yacht, nicht konstant 12 Volt abgibt, sondern abhängig vom Ladezustand der Batterie eine geringfügig höhere oder ungünstigenfalls eine geringfügig niedrigere Spannung.
Die bekannten 12-Volt-Kühlgeräte mit thermoelektrischen Elementen haben sich zwar in der Praxis insbesondere aufgrund der Vorteile der Kühlung mittels thermoelektrischer Elemente gegenüber den deutlich schwereren, teureren und mehr Energie benötigenden Kompressorkühlgeräten insbesondere dort überaus bewährt, wo es nicht auf eine Kühlung unter 0 °C ankommt, jedoch ist in Anbetracht der Einsatzumstände eine Verringerung des Platz-, Energie- und Gewichtsbedarfs stets von Vorteil.
Davon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung für ein thermoelektrisch arbeitendes 12-Volt-Kühlgerät anzugeben, die es erlaubt, Kühlgeräte der hier in Frage stehenden Art hinsichtlich Ihrer Größe, ihres Gewichts und ihres Energiebedarfs zu verbessern. Des weiteren liegen der Erfindung die Aufgaben zugrunde, ein verbessertes 12-Volt-Kühlgerät sowie einen auch nachrüstbaren verbesserten Deckel für eine transportable Kühlbox anzugeben.
Die erstgenannte Aufgabe wird gelöst von einer Anordnung gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1, bei welcher das Netzgerät derart ausgebildet ist, daß es als Ausgangsspannung eine Gleichspannung zwischen 9,4 und 11,6 V, vorzugsweise etwa 10,5 V liefert. Dabei hat es sich überraschenderweise gezeigt, daß diese auf den ersten Blick einfache Ausgestaltung gleich fünf wichtige Vorteile mit sich bringt, ohne die Betriebsfähigkeit der bei einem entsprechenden Kühlgerät vorhandenen, ansonsten auf eine Betriebsspannung von 12 Volt ausgelegten weiteren Komponenten, insbesondere des wenigstens ein thermoelektrischen Elementes, zu beeinträchtigen:

– die Anordnung benötigt weniger Platz als übliche Anordnungen, da die Komponenten kleiner ausfallen können,
– die Anordnung benötigt im Betrieb weniger Energie als bekannte Anordnungen,
– die Anordnung hat ein geringeres Gewicht als übliche Anordnungen,
– die beim Betrieb der Anordnung abgegebene Wärmemenge ist geringer als bei bekannten Anordnungen und führt daher nicht zu einer ungewünschten Erwärmung der Umgebung des Kühlgerätes, so daß auch eine geringe Kühlleistung erbracht werden muß und
– die Herstellungskosten einer solchermaßen ausgebildeten Anordnung liegen niedriger als die Herstellungskosten für eine in üblicherweise ausgestaltete Anordnung, bei der die Ausgangsspannung des Netzgerätes 12V beträgt.

Die nebengeordneten Ansprüche 6 und 13 betreffen ein Kühlgerät bzw. einen Deckel für ein Kühlgerät, die die oben weiter genannten Aufgaben lösen. Die jeweiligen Unteransprüche betreffen vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Gegenstände der unabhängigen Ansprüche.
Die gegenüber den üblichen 12 Volt erfindungsgemäß herabgesetzte Ausgangsspannung erlaubt es, den Bauraum für das Netzgerät um etwa 5 % kleiner als bislang üblich auszugestalten, wobei die verwendeten Komponenten einen Preisvorteil von 5 bis 10 bedingen.
Die vorgenannten sowie die beanspruchten und in den Ausführungsbeispielen beschriebenen erfindungsgemäß zu verwendenden Bauteile unterliegen in ihrer Größe, Formgestaltung, Materialauswahl und technischen Konzeption keinen besonderen Ausnahmebedingungen, so daß die in dem Anwendungsgebiet bekannten Auswahlkriterien uneingeschränkt Anwendung finden können Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile des Gegenstandes der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, sowie aus der nachfolgenden Beschreibung der zugehörigen Zeichnung und Tabelle, in der – beispielhaft – ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Deckels einer transportablen Kühlbox dargestellt ist. In den Zeichnungen zeigt
1 stark schematisiert eine z.B. in einem Deckel einer transportablen Kühlbox anbringbare erfindungsgemäße Anordnung und
2 eine Draufsicht auf einen Deckel einer transportablen Kühlbox mit einer integrierten Anordnung gemäß 1 zeigt.
Die in der 1 in ihrer Gesamtheit mit 10 bezeichnete Anordnung umfaßt bei diesem Ausführungsbeispiel ein Netzgerät 12, ein nicht weiter gezeigtes, mit einer Anzahl von Kühlrippen 14, von denen aus Gründen der Übersichtlichkeit nur einige mit Bezugszeichen versehen wurden, versehenes thermoelektrisches Element, einen Lüfter 16 sowie unter Umständen ein Umlenkblech 18.
Die Kühlrippen 14 verlaufen bei diesem Ausführungsbeispiel parallel zueinander und bilden so Kanäle für einen mittels des Lüfters 16 erzeugbaren Luftstrom. Der Lüfter 16 ist an einem Ende der Kanäle angeordnet und verfügt über ein Lüfterrad z. B. mit einer Anzahl von Schaufeln 20, von denen aus Gründen der Übersichtlichkeit nur einige mit Bezugszeichen versehen wurden. An dem dem Lüfter 16 gegenüberliegenden Ende der Kanäle kann das Umlenkblech 18 vorgesehen sein, auf dessen Funktion im Zusammenhang mit der Beschreibung der 2 noch eingegangen wird. Es sei jedoch an dieser Stelle betont, daß es sich bei dem "Umlenkblech" nicht um ein Bauteil aus Blech handeln muß. Üblicherweise wird ein solches Umlenkblech aus Kunststoff hergestellt. Weitere, an sich bekannte Bauteile zur Führung des genannten Luftstroms. wie z.B. eine das Lüfterrad partiell umschließende Einfassung, sind nicht dargestellt.
Der Lüfter verfügt über hier nicht weiter dargestellte, an sich bekannte Antriebsmittel, z. B. einen Elektromotor, der in der Nabe des Lüfterrades integriert sein kann.
Das Netzgerät 12 ist derart ausgebildet, daß es bei einer Eingangsspannung in Form einer Wechselspannung von z. B. 230 Volt als Ausgangsspannung eine Gleichspannung von etwa 10,5 V liefert. Auf die genaue Arbeitsweise wird noch eingegangen.
Die 2 zeigt eine stark schematisierte Draufsicht auf einen in seiner Gesamtheit mit 30 bezeichneten Deckel für eine 12-Volt-Kühlbox, wobei in den Deckel die Anordnung gemäß 1 integriert ist. Über dem Lüfter befindet sich eine mit einem Netz, einem Gitter o.dgl. abgedeckte Lufteinlaßöffnung 32, über dem Umlenkblech eine ebenfalls mit einem Netz, einem Gitter o.dgl. abgedeckte Luftauslaßöffnung 34 für den mittels des Lüfters erzeugbaren Luftstrom.
Ferner können in dem Deckel Steckerbuchsen 36 und 38 zum Anschluß des Netzgerätes an eine 12-Volt-Gleichstromquelle und/oder eine 230-Volt-Wechselstromquelle vorgesehen sein.
Ein solcher Deckel besitzt zu den eingangs genannten Vorteilen auch den Vorteil, daß er bei bereits vorhandenen Kühlboxen leicht nachgerüstet werden kann, und zwar insbesondere auch bei solchen Boxen, die nicht über eine aktive Kühlung verfügen (und gemeinhin auch als Kühlboxen bezeichnet werden, obwohl sie tatsächlich nicht kühlen, sondern nur isolierend wirken).
Die in den 1 und 2 dargestellte Erfindung arbeitet wie folgt: nach dem Aufsetzen des Deckels auf eine einen mittels des wenigstens einen thermoelektrischen Elementes zu kühlenden Raum umgrenzende Kühlbox und dem Anschließen des Netzgerätes an eine Gleich- oder Wechselstromquelle saugt der Lüfter durch die Lufteinlaßöffnung Kühlluft von außen an und fördert diese durch die zwischen den Kühlrippen des thermoelektrischen Elements gebildeten Kanäle, wobei Wärme von den Kühlrippen an die Luft abgegeben wird. Die Luft trifft dann auf das Umlenkblech und verläßt den Deckel durch die Luftauslaßöffnung. In dem von der Kühlbox und dem Deckel umgrenzten zu kühlende Raum, der mit der Kaltseite des thermoelektrischen Elements im Wärmeaustausch steht, wird die Temperatur durch Anwendung des ans sich bekannten und daher hier nicht weiter beschriebenen thermoelektrischen Effekts erniedrigt. Aufgrund der erfindungsgemäß herabgesetzten Betriebsspannung erniedrigt sich zwar die Kühlleistung, jedoch nimmt diese bei typischen Anwendungen, also Kühlboxen für den Camping- und Bootsbereich, überraschenderweise nur um etwa 1 Kelvin ab, so daß statt der meist erreichbaren Kühlung um 20 Kelvin unter Umgebungstemperatur immer noch eine Kühlung um 19 Kelvin möglich ist, was für den Verbraucher praktisch unmerklich ist – ein 7°C kaltes Bier schmeckt nicht besser als ein 8°C kaltes Bier, insbesondere, wenn die Umgebungstemperatur 27°C beträgt. Der unmerklich verringerten Kühlleistung steht jedoch eine deutlich niedrigere Leistungsaufnahme gegenüber, die im Wechselstrombetrieb typischerweise etwa 20 % niedriger liegt als bei Netzgeräten, die mit 12 Volt Ausgangsspannung arbeiten. Zudem besitzt das erfindungsgemäße Netzgerät eine um etwa 20 % niedrige Verlustleistung und erzeugt somit auch deutlich weniger Abwärme, was gerade beim Einsatz in geschlossenen Räumen, z.B. in Wohnwagen oder an Bord unter Deck ebenfalls ein entscheidender Vorteil ist.
Dabei verfügt das Netzgerät vorteilhaft über eine Vorrangschaltung, die bewirkt, daß bei gleichzeitiger Anlegung zweier unterschiedlicher Eingangsspannungen an das Netzgerät automatisch die höhere Eingangsspannung zur Erzeugung der Ausgangsspannung verwendet wird, denn im Regelfall stammt die höhere Spannung aus einem Stromnetz praktisch unbegrenzter Kapazität, während die niedrigere Spannung im Regelfall von einer Batterie geliefert wird. Diese Ausgestaltung findet vielfältige vorteilhafte Anwen dungen, z.B. im Bootsbereich, wo während der Fahrt die Versorgung über eine Versorgerbatterie erfolgen kann und dann automatisch vom Gerät automatisch eine Umschaltung erfolgt, wenn Landstrom angeschlossen wird.
Dabei hat es sich für typische Anwendungen bewährt, wenn das Netzgerät so ausgelegt ist, es einen Ausgangsstrom zwischen 2,5 bis 3,5 A, vorzugsweise 3,0 A liefern kann. Vorteilhaft können Mittel zur wärmeabhängigen Modulierung des Ausgangsstroms des Netzgerätes vorgesehen sein.

Claims

Anordnung (10) für thermoelektrisch arbeitende 12-Volt-Kühlgeräte, insbesondere Auto- und Bootskühlschränke, transportable Kühlboxen u. dgl., umfassend wenigstens ein thermoelektrisches Element und ein Netzgerät (14) zur Umwandlung einer von einer Stromquelle gelieferten Eingangsspannung in eine als Betriebsspannung des wenigstens einen thermoelektrischen Elementes und ggf. vorhandener weiterer Bauelemente dienende Ausgangsspannung, dadurch gekennzeichnet, daß das Netzgerät derart ausgebildet ist, daß es als Ausgangsspannung eine Gleichspannung zwischen 9,4 und 11,6 V, vorzugsweise 10,5 V liefert.
Anordnung (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Netzgerät so ausgelegt ist, es einen Ausgangsstrom zwischen 2,5 bis 3,5 A, vorzugsweise 3,0 A liefern kann.
Anordnung (10) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Netzgerät (14) derart ausgebildet ist, daß es als Eingangsspannung Wechselspannungen zwischen 200 und 255 V in die genannte Ausgangsspannung umwandeln kann.
Anordnung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vorrangschaltung vorgesehen und derart ausgebildet ist, daß bei gleichzeitiger Anlegung zweier unterschiedlicher Eingangsspannungen an das Netzgerät automatisch die höhere Eingangsspannung zur Erzeugung der Ausgangsspannung verwendet wird.
Anordnung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel zur wärmeabhängigen Modulierung des Ausgangsstroms des Netzgerätes vorgesehen sind.
Thermoelektrisch arbeitendes 12-Volt-Kühlgerät mit wenigstens einem thermoelektrischen Element und einem Netzgerät (14) zur Umwandlung einer von einer Stromquelle gelieferten Eingangsspannung in eine als Betriebsspannung des wenigstens einen thermoelektrischen Elementes und ggf. vorhandener weiterer Bauelemente dienende Ausgangsspannung, dadurch gekennzeichnet, daß das Netzgerät derart ausgebildet ist, daß es als Ausgangsspannung eine Gleichspannung zwischen 9,4 und 11,6 V, vorzugsweise 10,5 V liefert.
Kühlgerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Netzgerät so ausgelegt ist, es einen Ausgangsstrom zwischen 2,5 bis 3,5 A, vorzugsweise 3,0 A liefern kann.
Kühlgerät nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Netzgerät (14) derart ausgebildet ist, daß es als Eingangsspannung Wechselspannungen zwischen 200 und 255 V in die genannte Ausgangsspannung umwandeln kann.
Kühlgerät nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vorrangschaltung vorgesehen und derart ausgebildet ist, daß bei gleichzeitiger Anlegung zweier unterschiedlicher Eingangsspannungen an das Netzgerät automatisch die höhere Eingangsspannung zur Erzeugung der Ausgangsspannung verwendet wird.
Kühlgerät nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel zur wärmeabhängigen Modulierung des Ausgangsstroms des Netzgerätes vorgesehen sind.
Kühlgerät nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Lüfter zum Erzeugen eines Kühlluftstroms zum Kühlen des wenigstens einen thermoelektrischen Elements vorgesehen ist.
Kühlgerät nach Anspruch 11 mit einem mittels des wenigstens einen thermoelektrischen Elementes zu kühlenden Raum, dadurch gekennzeichnet, daß das wenigstens eine thermoelektrische Element an einer dem zu kühlenden Raum abgewandten Seite über Kühlrippen verfügt, die Kanäle für einen mittels des Lüfters erzeugten Luftstrom bilden.
Deckel für eine transportable 12-Volt-Kühlbox, wobei in den Deckel wenigstens ein thermoelektrisches Element und ein Netzgerät (14) zur Umwandlung einer von einer Stromquelle gelieferten Eingangsspannung in eine als Betriebsspannung des wenigstens einen thermoelektrischen Elementes und ggf. vorhandener weiterer Bauelemente dienende Ausgangsspannung integriert sind, dadurch gekennzeichnet, daß das Netzgerät derart ausgebildet ist, daß es als Ausgangsspannung eine Gleichspannung zwischen 9,4 und 11,6 V, vorzugsweise 10,5 V liefert.
Deckel nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Netzgerät so ausgelegt ist, es einen Ausgangsstrom zwischen 2,5 bis 3,5 A, vorzugsweise 3,0 A liefern kann.
Deckel nach einem der Ansprüche 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Netzgerät (14) derart ausgebildet ist, daß es als Eingangsspannung Wechselspannungen zwischen 200 und 255 V in die genannte Ausgangsspannung umwandeln kann.
Deckel nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vorrangschaltung vorgesehen und derart ausgebildet ist, daß bei gleichzeitiger Anlegung zweier unterschiedlicher Eingangsspannungen an das Netzgerät automatisch die höhere Eingangsspannung zur Erzeugung der Ausgangsspannung verwendet wird.
Deckel nach einem der Ansprüche 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel zur wärmeabhängigen Modulierung des Ausgangsstroms des Netzgerätes vorgesehen sind.
Deckel nach einem der Ansprüche 13 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Lüfter zum Erzeugen eines Kühlluftstroms zum Kühlen des wenigstens einen thermoelektrischen Elements vorgesehen ist.
Deckel nach Anspruch 18, wobei die mittels des Deckels zu verschließende Kühlbox einen mittels des wenigstens einen thermoelektrischen Elementes zu kühlenden Raum umgrenzt, dadurch gekennzeichnet, daß das wenigstens eine thermoelektrische Element an einer nach dem bestimmungsgemäßen Aufsetzen des Deckels auf die Kühlbox dem zu kühlenden Raum abgewandten Seite über Kühlrippen verfügt, die Kanäle für einen mittels des Lüfters erzeugten Luftstrom bilden.
Deckel (30) nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, daß ein Lufteinlaß und ein Luftauslaß für einen mittels des Lüfters erzeugbaren Luftstrom vorgesehen sind.