DE202007017197U1

DE202007017197U1 - Isolierbehälter mit Wärmetauscher

Info

Publication number: DE202007017197U1
Application number: DE200720017197
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2007-12-07
Filing date: 2007-12-07
Publication date: 2008-04-17
Anticipated expiration: 2017-12-08

Abstract

Isolierbehälter (1) mit verschließbarer Öffnung (2) und einem Peltier-Element (3) zur Beeinflussung der Innentemperatur sowie mindestens einem Wärmetauscher mit Anordnung zum Behälterinnenraum (4) und einem Wärmetauscher zum Wärmeaustausch mit der Behälterumgebung (5) dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmetauscher auf der dem Innenraum abgewandten Seite ein Fluid enthält, ganz oder teilweise zwischen einer inneren und einer äußeren Begrenzungsfläche des Behälters angeordnet ist und an einer oder mehreren Stellen eine wärmeleitende Verbindung zu mindestens einer als Behälterwand ausgeführten Außenfläche des Behälters aufweist, so daß diese als Wärmeaustauschfläche genutzt wird.

Description

Im Bereich von Isolierbehältern mit einem Nutzvolumen bis ca. 40 Liter und aktiver Temperatursteuerung ist die Verwendung von Peltier-Elementen die mit Abstand am weitesten verbreitete Technologie. Diese Behälter mit thermoelektrischer Kühl- bzw. Heizfunktion werden jährlich millionenfach hergestellt und vertrieben. Der Einsatz der Geräte erfolgt häufig mobil, wie beispielsweise als Kühlbox im Auto welche über die Bordelektrik mit Energie versorgt wird. Zunehmend befinden sich entsprechende Geräte auch im stationären Einsatz, zum Beispiel als kleiner Weinkühlschrank oder auch Kleinkühlschrank.
Die Verwendung der Peltier-Technik in den beschriebenen Einsatzfällen bietet viele Vorteile. Die Komponenten sind vergleichsweise leicht und günstig, das Peltier-Element funktioniert unabhängig von der Lage und kann mit Gleichstrom betrieben werden, was im automobilen Bereich einen Spannungstransformator überflüssig macht. Als nachteilig erweist sich insbesondere eine vergleichsweise geringe Energieeffizienz. Bei Nutzung der Kühlfunktion muß daher immer weitaus mehr Wärme abgeführt werden, als dem Innenraum entzogen wird.
Der Wärmetransport und -austausch mit der Umgebung ist somit ein entscheidendes Kriterium für die Funktion des temperierbaren Behälters, welcher in den überwiegenden Fällen als Kühlgerät benutzt wird. Die Wärmeabfuhr wird in aller Regel von einem Rippenwärmetauscher aus einem Material mit gutem Wärmeleitwert (z.B. Aluminium) verrichtet, welcher mit Kontakt zur warmen Seite des Peltier-Elements montiert ist. Zur Verbesserung des Wärmeaustauscheffekts wird sehr häufig eine Lüfter eingesetzt, welcher Umgebungsluft über den Wärmtauscher führt.
Bei einem alternativen Aufbau ist der Wärmetauscher mit der Umgebung als Hohlkörper z.B. Rohrleitungssystem konzipiert und mit einem Medium gefüllt, welches infolge von Temperaturdifferenzen oder eines weiteren Antriebs zirkuliert. Hier erfolgt der Wärmeaustausch mit der Umgebung direkt, wenn das Rohrleitungssystem in der Umgebungsluft zum Beispiel auf der Geräterückseite montiert ist. Das Medium kann auch in einen weiteren Wärmetauscher geleitet werden, wo wiederum ein Lüfter den Wärmeaustausch mit der Umgebungsluft beschleunigt.
Die vorhandenen und beschriebenen technischen Lösungen führen für den Entwickler und Benutzer zu teilweise unerwünschten Folgen. Bei den am stärksten verbreiteten Geräten mit lüfterunterstütztem Wärmetauscher auf der Umgebungsseite erzeugt das Gerät zwangsläufig Geräusche, die von vielen Anwendern als störend und unerwünscht empfunden werden. Bei der Konzeption solcher Geräte müssen außerdem größere Öffnungen in den Gehäusen bzw. Deckeln der Geräte vorgesehen werden, damit ein Austausch mit der Umgebungsluft- entweder zwangsgeführt oder durch Konvektion- stattfinden kann. Diese führt zu unerwünschten Einschränkungen in der Gestaltung der Geräte.
Diese Probleme werden mit den in Schutzanspruch 1 beschriebenen Merkmalen gelöst.
Mit der Erfindung wird erreicht, dass eine oder mehrere äußere Flächen des Behälters oder seiner verschließbaren Öffnung als Wärmeaustauschflächen mit der Umgebung genutzt werden. Diese Anordnung kann durch die vergrößerte Wärmeaustauschfläche einen Lüfter überflüssig machen. Dadurch können Geräte entwickelt werden, die nur geringe oder keine Geräusche verursachen. Außerdem können Geräte konzipiert werden, die ohne Öffnungen für den Luftaustausch mit der Umgebung auskommen und deren technische Komponenten komplett verdeckt bleiben. Es kann somit ein komplett geschlossenes Kühlgerät entwickelt werden.
Zusätzlich können Geräte kompakter gebaut werden, da sich die gesamte Technik platzsparend in einer Wand unterbringen läßt. Es ist somit außerdem möglich, den äußeren Wärmetauscher in die Gehäusewand bzw. Deckel oder Tür zu integrieren und gegebenenfalls mit einzuschäumen. Das schafft ebenfalls neue Gestaltungsmöglichkeiten im Designbereich. Falls der Wärmetauscher als Leitungssystem mit Förderantrieb (z.B. Pumpe) ausgeführt wird, könnte dieses gegebenenfalls ebenfalls in eine Wand bzw. in die Isolierung integriert werden.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der 1 erläutert:
1 zeigt einen Schnitt durch einen Isolierbehälter mit Kühlmodul. Dieser besteht wesentlich aus einem isolierten Behälter (1) mit Deckel (2) dem Peltier-Element (3), einen Wärmetauscher zum Innenbehälter (4) und einem Wärmetauscher zur Behälterumgebung (5).
Vorstehend ist somit die Anordnung eines Wärmetauschers in einem Isolierbehälter mit aktiver Temperatursteuerung durch Peltier-Technik beschrieben, die es ermöglicht, besonders kompakte Geräte mit einem attraktiven geschlossenen Gehäusedesign und reduzierter bzw. eliminierter Geräuschentwicklung umzusetzen.

Claims

Isolierbehälter (1) mit verschließbarer Öffnung (2) und einem Peltier-Element (3) zur Beeinflussung der Innentemperatur sowie mindestens einem Wärmetauscher mit Anordnung zum Behälterinnenraum (4) und einem Wärmetauscher zum Wärmeaustausch mit der Behälterumgebung (5) dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmetauscher auf der dem Innenraum abgewandten Seite ein Fluid enthält, ganz oder teilweise zwischen einer inneren und einer äußeren Begrenzungsfläche des Behälters angeordnet ist und an einer oder mehreren Stellen eine wärmeleitende Verbindung zu mindestens einer als Behälterwand ausgeführten Außenfläche des Behälters aufweist, so daß diese als Wärmeaustauschfläche genutzt wird.
Isolierbehälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zirkulation des Fluids innerhalb des mit der Außenfläche verbundenen Wärmetauschers durch eine Pumpe gefördert wird.
Isolierbehälter nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die beschriebene Technik zum Wärmeaustausch zwischen innerem Behältervolumen und Behälterumgebung in der verschließbaren Öffnung des Behälters angeordnet ist.
Isolierbehälter nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass der wärmeleitende Kontakt zwischen Wärmetauscher und Außenbehälter durch wärmeleitendes Zusatzmaterial verstärkt wird.
Isolierbehälter nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmeaustausch mit der der Umgebung durch den Einsatz mindestens eines Lüfters verstärkt wird.