DE3730830A1

DE3730830A1 - Anordnung zum waermetransport mittels peltier-aggregat

Info

Publication number: DE3730830A1
Application number: DE19873730830
Authority: DE
Inventors: Martin Dipl Ing Buchmann
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1987-09-14
Filing date: 1987-09-14
Publication date: 1989-03-23

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zum Wärmetransport mittels Peltier-Aggregat mit zwei Wärmetauschern, zwischen Bau elementen in einem Gerätegehäuse und der Außenluft außerhalb des Gerätegehäuses, beispielweise zum Kühlen.

Bei Geräten mit temperaturempfindlichen Bauteilen, also in der Regel mit Kühlbedarf, wird von den Herstellern üblicherweise vorausgesetzt, daß diese Geräte in klimatisierten Räumen auf gestellt werden. Das ist mitunter nicht möglich oder häufig aufwendig. Es sind auch Schrankkühlungen bekannt, bei denen die Gerätegehäuse mit einer Zwangskühlung versehen sind, wobei Zimmerluft durch den Schrank hindurchgeführt wird. Andere Schrank kühlungen arbeiten mit im Inneren angeordneten Ventilatoren, die die Luft innerhalb des Schrankes umwälzen. Bei üblichen Kühl schränken wird der Schrankinnenraum gegebenenfalls bereichsweise insgesamt heruntergekühlt.

Es ist auch üblich, temperaturempfindliche oder zu stark bean spruchte Maschinenteile mit einer Kühlung zu versehen, beispiels weise in der Kraftfahrzeugtechnik. Es sind auch Peltier-Aggrega te zum Kühlen oder Aufheizen bestimmter Räume seit langem be kannt.

Bei der Erfindung wird von der Erkenntnis ausgegangen, daß es unwirtschaftlich ist, bei Geräten mit empfindlichen Bauelementen großräumig zu kühlen. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung zum Wärmetransport mittels Peltier-Aggregat zu entwickeln, bei der der Wärmetransport zwischen den empfind lichen Bauelementen und der Außenluft außerhalb eines Geräte gehäuses verbessert wird, sei es um zu kühlen oder zu heizen.

Die Lösung nach der Erfindung besteht bei einer Anordnung der eingangs geschilderten Art darin, daß mit einem Baugruppenge häuse, das zumindest eine Baugruppe aus Bauelementen aufnimmt, das Peltier-Aggregat mit seiner Arbeitsseite, die gedanklich den auf die Bauelemente wirkenden Wärmetauscher begrenzt, bzw. an der Baugruppe flächig anliegt, in Verbindung steht, und mit seinem anderen, nach außen wirkenden Wärmetauscher zumindest mittels Wärmetransportbrücken das Gerätegehäuse durchdringt. Hierbei kann der Wärmetauscher jeweils auch lediglich von einer Seite der Peltier-Elemente des Peltier-Aggregats gebildet wer den, wenn keine vergrößerten Wärmeübergangsflächen nach Art von Kühlrippen benötigt werden. Die Transportbrücken können im ein fachsten Fall durch bewegte Luft verwirklicht werden.

Hierbei wird ein Wärmetransport zwischen der Baugruppe mit wärmeempfindlichen Elementen und einer Außenluft gezielt herge stellt, ohne die Verhältnisse bei den umgebenden Baugruppen oder Gehäusen nennenswert zu verändern bzw. zu beeinträchtigen. Vorteilhaft ist hierbei, daß Peltier-Aggregate kompakt und relativ klein aufgebaut werden können und wenig Einbauraum beanspruchen.

Das Peltier-Aggregat kann am Gerätegehäuse befestigt sein, wobei sein nach außen wirkender Wärmetauscher am Gerätegehäuse außen angeordnet ist. Hierdurch erhält man einen mit dem Gerätegehäuse integrierten Aufbau.

Es kann günstig sein, zwischen der Arbeitsseite des Peltier- Aggregats und der zugewandten Baugruppe einen Toleranzen aus gleichenden Luftspalt bestehen zu lassen. Um den Wärmeübergang zu verbessern, ist es hierbei vorteilhaft, den Luftspalt durch ein Gebläse anzublasen.

Für schwer zugängliche Baugruppen kann es sich empfehlen, mit der Arbeitsseite des Peltier-Aggregats eine Wärmebrücke zu ver binden, welche andererseits mit der zu beaufschlagenden Bau gruppe bzw. mit deren Baugruppengehäuse verbunden ist. Eine solche Wärmebrücke kann in der Technik einer sogenannten "Heat pipe" ausgeführt sein. Im Prinzip sind das Rohre, durch die ein wärmeleitendes Medium geleitet wird.

Prinzipiell kann die Wärmebrücke auch ein massiver gut wärme leitender Körper sein.

Die Erfindung soll nun anhand von in der Zeichnung grob schema tisch wiedergegebenen Ausführungsbeispielen näher erläutert wer den:

In Fig. 1 ist eine erfindungsgemäße Anordnung anhand eines Geräte gehäuses veranschaulicht, das schematisch als im Längs schnitt wiedergegeben verstanden werden kann.

In Fig. 2 ist eine Anordnung anhand eines Gerätegehäuses wieder gegeben, die mit einer Wärmebrücke nach Art einer Heat-pipe arbeitet.

Bei der Anordnung nach Fig. 1 für einen Wärmetransport mittels Peltier-Aggregat sind Bauelemente 1 in einem Gerätegehäuse 2 an geordnet. Zumindest eine Baugruppe 3 wird von einem Baugruppen gehäuse 4 aufgenommen. Ein Peltier-Aggregat 5 ist mit seiner Arbeitsseite 6 flächig mit dem Baugruppengehäuse 4 bzw. mit der Baugruppe 3 verbunden. Mit seinem anderen, nach außen wirkenden Wärmetauscher 7 durchdringt das Peltier-Aggregat 5 das Geräte gehäuse 2. Das Peltier-Aggregat 5 kann auch innerhalb des Gerä tegehäuses 2 angeordnet sein und durch Wärmetransportbrücken, beispielsweise einer geführten Luftströmung, das Gerätegehäuse durchdringen.

In einem beispielhaften Anwendungsfall ist das Gerätegehäuse 2 ein Laserdrucker, bei dem das Baugruppengehäuse 4 das tempera turempfindliche Tonerpulver enthält, das bei erhöhter Tempera tur unbrauchbar wird.

Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 ist das Peltier-Aggregat 5 am Gerätegehäuse 2 befestigt. Sein nach außen wirkender Wärmetau scher 7 ist am Gerätegehäuse 2 außen angeordnet. Zwischen der Arbeitsseite 6 des Peltier-Aggregats 5 und der zugewandten Bau gruppe 3 besteht ein toleranzenausgleicher Luftspalt, der vom Gebläse 8 geblasen wird, so daß sich der Wärmeübergang ver stärkt. Das hat den Vorteil, daß das Baugruppengehäuse 4 ge schlossen mit dem Peltier-Aggregat 5 verbunden werden kann, ohne die dem Peltier-Aggregat zugewandte Seite öffnen zu müssen. An dererseits kann es vorteilhaft sein, das Peltier-Aggregat un mittelbar mit der Baugruppe 3 bzw. deren Bauelemente 1 in Ver bindung zu bringen, um den höchsten Wärmeübergang zu erzielen.

In Fig. 2 ist mit der Arbeitsseite 6 des Peltier-Aggregats 5 eine Wärmebrücke 9 wärmeleitend verbunden. Die Wärmebrücke ist andererseits mit der zu beaufschlagenden Baugruppe 3 in einem Baugruppengehäuse 4 unmittelbar wärmeleitend verbunden. Die Wärmebrücke kann als Heat-pipe in an sich bekannter Weise aus geführt sein. In den Fig. 1 und 2 sind weiter Geräte 10 an geordnet.

Claims

1. Anordnung zum Wärmetransport mittels Peltier-Aggregat mit zwei Wärmetauschern, zwischen Bauelementen (1) in einem Geräte gehäuse (2) und der Außenluft außerhalb des Gerätegehäuses, beispielsweise zum Kühlen, dadurch gekenn zeichnet, daß mit einem Baugruppengehäuse (4), das zumindest eine Baugruppe (3) aus Bauelementen (1) aufnimmt, das Peltier-Aggregat (5) mit seiner Arbeitsseite (6), die gedank lich den auf die Bauelemente wirkenden Wärmetauscher begrenzt, bzw. an der Baugruppe (3) flächig anliegt, in Verbindung steht, und mit seinem anderen, nach außen wirkenden Wärmetauscher (7) zumindest mittels Wärmetransportbrücken das Gerätegehäuse (2) durchdringt.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß das Peltier-Aggregat (5) am Gerätege häuse (2) befestigt ist und sein nach außen wirkender Wärme tauscher (7) am Gerätegehäuse (2) außen angeordnet ist.

3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß zwischen der Arbeitsseite (6) des Peltier-Aggregats (5) und der zugewandten Baugruppe (3) ein toleranzenausgleichender Luftspalt besteht, der im Strömungs gang eines Gebläses (8) angeordnet ist.

4. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß mit der Arbeitsseite (6) des Peltier- Aggregats (5) eine Wärmebrücke (9) verbunden ist, welche anderer seits mit der zu beaufschlagenden Baugruppe (3) bzw. mit deren Baugruppengehäuse (4) verbunden ist.