DE4109677A1 - Elektrisch betriebenes kleinkuehlgeraet - Google Patents
Elektrisch betriebenes kleinkuehlgeraetInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein elektrisch betreibbares Klein
kühlgerät zum Kühlen von mittelgroßen Teilen, beispiels
weise Flanschen, Dosen und Maschinenteilen entsprechender
Größe, mit einem Verdampfer zur Absenkung der Temperatur
im Kühlraum, mit einem Wärmeaustauscher zur Abgabe der
dem Verdampfer entzogenen Wärmeenergie an die Umgebung
und mit einer Wärmepumpe zum Transport der dem Verdampfer
entzogenen Wärme zu dem Austauscher.
Es sind zwei unterschiedliche Typen von Kühlschränken be
kannt, nämlich der Typ des Kompressorkühlschrankes und der
Typ des Absorberkühlschrankes.
Beim Kompressorkühlschrank wird das Kältemittel, das un
ter geringem Druck steht, im Kältemittelbehälter ver
dampft. Der Verdampfer ist eine Rohrschlange, die im Ge
frierfach untergebracht ist. Durch die Verdampfung wird
die Temperatur im Kühlraum herabgesetzt. Den Dampf saugt
ein Kompressor an und verdichtet ihn auf einen höheren
Druck. In einem nachgeschalteten Verflüssiger (Kondensa
tor) gibt der Dampf seine Wärme nach außen ab. Durch das
Zusammenwirken von erhöhtem Druck und Wärmeabgabe wird
das Kältemittel verflüssigt. Dann wird das flüssige Käl
temittel auf den kleineren Druck entspannt und gelangt
wieder in den Verdampfer. Die Innentemperatur des Kühl
schrankes regelt ein Thermostat, der über ein Relais den
Motor des Kompressors ein- oder ausschaltet.
Der Absorberkühlschrank, der meist als Kleingerät ausge
bildet ist und im allgemeinen als Campingkühlmöbel einge
setzt wird, arbeitet ohne Kompressor. Die Druckerzeugung
erfolgt in einem meist elektrisch- oder mit Gas beheizten
Kocher oder Austreiber, der mit stark ammoniakhaltigem
Wasser angefüllt ist. Erwärmt man die Lösung, so dampft
das Ammoniak aus und das Wasser bleibt zurück. Da die
Ausdampfung ständig weiter geht, steigt der Druck solange
an, bis er groß genug ist, um den Ammoniakdampf im Ver
flüssiger zu kondensieren. Wie beim Kompressorkühlschrank
wird die Flüssigkeit in einer Drossel entspannt und ver
dampft anschließend wieder unter Aufnahme von Wärme im
Inneren des Kühlschrankes. Das schwach ammoniakhaltige
Wasser aus dem Kocher, das noch sehr warm ist, läuft über
einen Wärmetauscher, indem es einen Teil seiner Wärme
abgibt, in den Absorber. Hier nimmt es den reinen Ammoni
akdampf, der aus dem Verdampfer strömt, wieder auf und
sättigt sich ab. Eine Umwälzpumpe fördert die entstandene
Ammoniaklösung über den Wärmeaustauscher, in dem sie die
Wärme des aus dem Kocher fließenden Wasser aufnimmt, zu
rück in den Kocher, in dem der Vorgang von neuem beginnt.
Ein Thermoelement kann auch zur Kälteerzeugung verwendet
werden. Bringt man die beiden Lötstellen des Thermoele
ments auf verschiedene Temperaturen, so entsteht eine
elektrische Spannung, die einen elektrischen Strom er
zeugen kann, so daß elektrische Energie entsteht. Führt
man umgekehrt einem Thermoelement elektrische Energie zu,
so werden die beiden Lötstellen auf verschiedene Tempe
raturen gebracht. Dieser Vorgang ist als Peltier-Effekt
bekannt. Hält man die eine Lötstelle auf eine bestimmte
Temperatur, beispielsweise auf Umgebungstemperatur, so
kann man an der anderen Lötstelle eine tiefere Temperatur
erzeugen. Durch thermodynamische Überlegungen läßt sich
zeigen, daß das System an der kalten Lötstelle Wärme auf
nimmt, die Kälte leistet, an der warmen Lötstelle dagegen
Wärme abgibt. Die theoretische Leistungsziffer entspricht
der des Carnot-Prozesses.
Dieser Effekt wird beim Peltier-Element genutzt. Das
Peltier-Element besteht aus zwei Halbleiterschenkeln ver
schiedener Dotierung. Als Halbleitermaterial wird meist
eine Wismut-Tellurid-Verbindung verwendet. Die beiden
Halbleiterschenkel der eine n-leitend und der andere
p-leitend, sind durch eine Kupferbrücke verbunden. Fließt
ein weitgehend reiner Gleichstrom durch diese Anordnung,
so entsteht bedingt durch die unterschiedlichen moleku
laren Schwingungserscheinungen in den Materialien ein
Energietransport in Form von Wärme von der einen zur an
deren Seite. Die Reihenschaltung mehrerer Peltier-Ele
mente läßt den Aufbau eines Peltier-Moduls zu, eines Ge
rätes, das als Wärmepumpe verwendbar ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Kleinkühl
gerät der einleitend genannten Art dahingehend auszubil
den, daß auf die für Kühlschränke typischen und aufwendi
gen Bauteile verzichtet werden kann, insbesondere auf ei
nen Kompressor beim Kompressorkühlschrank bzw. einen Ab
sorber beim Absorberkühlschrank.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß
der Verdampfer als aus gut wärmeleitfähigem Material be
stehende Platte ausgebildet ist, auf der das zu kühlende
Objekt anzuordnen ist, daß der Austauscher aus einem Küh
ler besteht, der die dem Verdampfer entzogene Wärme an
die Umgebung abgibt, und daß zwischen dem Verdampfer und
dem Austauscher mindestens ein als Wärmepumpe wirkendes
Peltier-Modul mit mehreren Peltier-Elementen vorgesehen
ist.
Auf diese Weise gelangt man zu einem elektrisch betreib
baren Kleinkühlgerät, das klein und kompakt aufgebaut
ist, das insbesondere auf die für Kühlschränke typischen
und aufwendigen Bauteile verzichten kann, insbesondere
auf einen Kompressor bzw. auf einen Absorber.
Des weiteren kann zweckmäßig auf der Kaltseite des
Peltier-Moduls eine Distanzplatte und auf der Distanz
platte die Kühlplatte sowie auf der Warmseite des
Peltier-Moduls der Kühler angeordnet sein.
Vorteilhafterweise kann das Kleinkühlgerät auch so ausge
bildet sein, daß der Verdampfer als aus gut wärmeleitfä
higem Material bestehender Zylinder ausgebildet ist, in
dem sich das zu kühlende Objekt befindet.
Außerdem kann auf der Warmseite des Peltier-Moduls die
Distanzplatte angeordnet und auf der Distanzplatte ein
Zylinder angeordnet sowie auf der Warmseite des
Peltier-Moduls der Kühler angeordnet sein, wobei mit all
seitigem Abstand von dem Zylindergefäß ein Topf vorgese
hen ist und der Zwischenraum zwischen dem Zylindergefäß
und dem Topf mit wärmeisolierendem Material ausgefüllt
ist.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen
sein, daß der Verdampfer als aus Aluminium bestehender
unten geschlossener und oben offener Zylinder ausgebildet
ist, dessen Wandung kreisrund, kreisrund mit Wülsten mit
ebenen Flächen oder achteckig ist. Insbesondere durch die
Anordnung von Wülsten bzw. durch die achteckige Form des
Zylinders ist gewährleistet, daß der Verdampfer und die
Kaltseite des Peltier-Moduls einen besonders guten gegen
seitigen Wärmeübergang zu lassen.
Am Boden des Verdampfers kann ein Fühler eines thermi
schen Reglers, insbesondere eines thermischen Zwei-Punkt-
Reglers wärmeleitend eingeführt sein. Dadurch läßt sich
die Temperatur im Kühlraum des Kleinkühlgerätes unter
schiedlich einstellen.
Zweckmäßig kann der Austauscher aus einem Aluminium-Rip
penblock sowie zwei Kupferbändern mit Kühlrippen beste
hen.
Der Austauscher kann als Flüssigkeitsaustauscher ausge
bildet sein.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen
sein, daß an der Kaltseite und an der Warmseite des
Peltier-Moduls je eine Aluminiumplatte gut wärmeleitend
zur Bildung eines die Wärmepumpe darstellenden Wärmeaus
tauschblockes vorgesehen ist und daß zwischen dem Ver
dampfer und dem Austauscher zwei einander gegenüberlie
gende Wärmeaustauschblöcke angeordnet sind. Hierdurch ist
es ohne weiteres möglich, die jeweilige Kaltseite des
Peltier-Moduls mit dem Verdampfer gut wärmeleitend zu
verbinden.
Das Kleinkühlgerät kann auch so ausgebildet sein, daß der
Verdampfer in einem aus wärmeisolierendem Material beste
henden Topf mit allseitigem Abstand von dem Topf angeord
net ist und der Zwischenraum zwischen dem Verdampfer und
dem Topf mit einem wärmeisolierenden Material ausge
schäumt ist.
Zur elektrischen Versorgung des Kleinkühlgerätes em
pfiehlt es sich, einen Transformator vorzusehen, der mit
der Primärseite an der elektrischen Netzspannung von 230
V liegt und an dessen Sekundärseite eine elektrische
Spannung von 40 V anliegt, wobei ein Gleichrichter und
ggf. ein zusätzlicher Glättungskondensators vorgesehen
sind, mit denen die elektrische Spannung und der elektri
sche Strom der Sekundärseite des Transformators gleichge
richtet und ggf. geglättet werden.
Die Erfindung betrifft des weiteren eine elektrisch be
treibbare Kühlplatte aus einem gut wärmeleitenden Mate
rial.
Zur Lösung der der Erfindung zugrunde liegenden Aufgabe
besteht bei der vorstehend aufgeführten Kühlplatte die
Erfindung darin, daß mit Abstand von der Kühlplatte und
von dieser thermisch isoliert ein Kühler angeordnet ist
und daß zwischen der Kühlplatte und dem Kühler wenigstens
ein mit diesen gut wärmeleitend verbundenes als Wärme
pumpe wirkendes Peltier-Modul mit mehreren Peltier-Ele
menten vorgesehen ist. - Hierdurch gelangt man zu einer
elektrisch betreibbaren Kühlplatte, die klein und leicht
ausgebildet ist und keinen besonderen Aufwand verursacht.
Die Kühlplatte kann zweckmäßig so ausgebildet sein, daß
die Kühlplatte aus Kupfer besteht und der Kühlkörper als
Rippenkühlkörper ausgebildet ist, daß der Zwischenraum
zwischen der Kühlplatte und dem Kühlkörper mit einem wär
meisolierenden Stoff ausgefüllt ist und daß das Peltier-
Modul mit seiner Kaltseite gut wärmeleitfähig mit der
Kühlplatte und mit seiner Warmseite gut wärmeleitfähig
mit dem Kühlkörper verbunden ist.
Hierbei empfiehlt es sich, als Gebläse ein Kleingebläse
mit einem Trommelventilator und mit einem elektrischen
Spaltmotor als Antrieb vorzusehen.
Hierdurch ist es möglich, die Wärme, die vom Kühlkörper
an die Umgebung abgegeben wird, aus dem Bereich des Kühl
körpers weg zu transportieren.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von vier Ausfüh
rungsbeispielen in der Zeichnung des näheren erläutert.
Es zeigt
Fig. 1 ein herkömmliches Peltier-Modul in perspek
tivischer Darstellung,
Fig. 2 einen Querschnitt durch das Peltier-Modul
gemäß Fig. 1,
Fig. 3 ein Peltier-Modul gemäß Fig. 1 mit zu beiden
Seiten angeordneten Distanzplatten,
Fig. 4 ein Peltier-Modul gemäß Fig. 1 mit nur einer
Distanzplatte an der Kaltseite des Peltier
moduls,
Fig. 5 eine Draufsicht auf eine erste Ausführungs
form der Erfindung,
Fig. 6 einen Schnitt längs der Linie VI-VI der Fig.
5,
Fig. 7 einen Schnitt ähnlich dem gemäß Fig. 6
durch eine zweite Ausführungsform der Erfin
dung,
Fig. 8 ein Gefäß mit zwei gegenüberliegend angeord
neten Peltier-Modulen mit beidseitig der Mo
dule angeordneten Distanzplatten und je ei
nem Kühler auf der äußeren Distanzplatte ge
mäß einem dritten Ausführungsbeispiel der
Erfindung,
Fig. 9 eine Darstellung des Peltier-Moduls zwischen
dem Verdampfer und dem Austauscher,
Fig. 10 eine Darstellung des Temperaturverlaufes
zwischen dem Verdampfer und dem Austauscher,
Fig. 11 einen Querschnitt durch einen Teil der Wan
dung des Kühlgerätes,
Fig. 12 eine Ansicht auf Fig. 11 in Richtung des
Pfeil es XII,
Fig. 13 eine perspektivische Darstellung des Zylin
ders innerhalb eines Topfes,
Fig. 14 eine perspektivische Darstellung des Kühlge
rätes,
Fig. 15 eine Ansicht von unten auf eine Kälteplatte,
Fig. 16 einen Schnitt längs der Linie XVI-XVI der
Fig. 15,
Fig. 17 eine Seitenansicht auf die Kälteplatte gemäß
Fig. 15 in Richtung des Pfeiles XVII und
Fig. 18 eine bei dem Kühlgerät und der Kühlplatte
zur Anwendung kommende elektrische Schal
tung.
Das in Fig. 1 und Fig. 2 dargestellte Peltier-Modul 1
hat zwei mit Abstand voneinander und parallel zueinander
angeordnete Kunststoffplatten 2, 3 aus elektrisch nicht
leitendem Material, zwischen denen mehrere Peltier-Ele
mente 4, 5 angeordnet sind. Das Peltier-Element 4 besteht
aus einer an der einen Kunststoffplatte 2 sehr gut wärme
leitfähig angebrachten Kupferplatte 6, an deren beiden
Enden zwei Halbleiterschenkel 7, 8 angeordnet sind, wobei
der Halbleiterschenkel 7 p-dotiert und der Halbleiter
schenkel 8 n-dotiert ist. An den anderen Enden der Halb
leiterschenkel 7, 8 sind Kupferleisten 9, 10 vorgesehen,
die mit der anderen Kunststoffplatte 3 sehr gut wärme
leitfähig verbunden sind. Dabei hat die Kupferleiste 9
negatives Potential und die Kupferleiste 10 positives Po
tential.
Das dem Peltier-Element 4 benachbarte Peltier-Element 5
ist in der gleichen Weise wie das Peltier-Element 4 auf
gebaut. Es besteht aus einer Kupferplatte 11, an der zwei
Halbleiterschenkel 12, 13 angeordnet sind, wobei der Halb
leiterschenkel 12 p-dotiert und der Halbleiterschenkel 13
n-dotiert ist. An den Enden der Halbleiterschenkel 12, 13
sind Kupferleisten 14, 15 angeordnet, die sehr gut wärme
leitfähig mit der Kunststoffplatte 3 verbunden sind. Die
Kupferleiste 14 hat positives Potential, während die
Kupferleiste 15 sich auf negativem Potential aufweist.
Jeweils einander gegenüberliegende Kupferleisten 10, 14
benachbarter Peltier-Elemente 4, 5 sind mittels elektri
scher Leitungen 16, 17, 18 miteinander verbunden. Das erste
Peltier-Element und das letzte Peltier-Element der zwi
schen den Kunststoffplatten 2, 3 angeordneten Peltier-Ele
mente sind über einen Gleichrichter und ggf. über einen
Glättungskondensator mit einer Spannungsquelle für Wech
selspannung von 230 V verbunden.
Gemäß Fig. 3 ist an der Kunststoffplatte 2 des Peltier-
Moduls 1 eine Distanzplatte 19 aus gut wärmeleitfähigem
Material und an der gegenüberliegenden Kunststoffplatte 3
ebenfalls eine Distanzplatte 20 aus gut wärmeleitendem
Material angeordnet.
Gemäß Fig. 4 ist an der Kunststoffplatte 2 des Peltier-
Moduls 1 eine Distanzplatte 19 aus gut wärmeleitfähigem
Material angeordnet.
Wie in Fig. 5 und Fig. 6 dargestellt, ist an der
Distanzplatte gut wärmeleitfähig beispielsweise mit einer
Wärmeleitpaste eine Kälteplatte 58 angeordnet. Unterhalb
der Distanzplatte 19 befindet sich das Peltier-Modul 1
das auf einem Kühler 59 mit mehreren Kühlrippen ebenfalls
gut wärmeleitfähig, beispielsweise mit einer Wärmeleit
paste verbunden ist.
Das in Fig. 7 dargestellte Kühlgerät unterscheidet sich
von demjenigen gemäß Fig. 5 und Fig. 6 im wesentlichen
dadurch, daß anstelle der Kühlplatte 58 ein isolierter
Kühlzylinder 61 vorgesehen ist. An der unteren Seite des
Peltier-Moduls 1 ist der Kühler 59 mit den Kühlrippen 60
angeordnet. Auf der oberen Seite des Peltier-Elements 1
ist die Distanzplatte 19 vorgesehen, auf der gut wärme
leitend der Zylinder 61 angeordnet ist. Der Zylinder 61
beinhaltet den Kühlraum 62 und ist mit all seitigem Ab
stand von einem Topf 63 umgeben, wobei der ringförmige
Raum zwischen dem Zylinder 61 und dem Topf 63 mit wärme
isolierendem Material 64 ausgefüllt ist. Desgleichen ist
der Raum 65 zwischen dem Boden 66 des Zylinders 1 und dem
Boden 67 des Topfes 63 mit dem gleichen wärmeisolierenden
Material 64 ausgefüllt.
Der Topf 63 kann, wie in Fig. 7 dargestellt, die Form
eines Zylinders haben. Es ist jedoch auch möglich, dem
Topf 23 eine ästhetisch ansprechende Form zu geben, wie
sie beispielsweise bisher bei mit Eiswürfeln gekühlten
Töpfen bekannt ist. Des weiteren ist es möglich, auch den
Zylinder 61 entsprechend ästhetisch formschön zu gestal
ten und ihn so auszubilden, daß mehr als eine Flasche,
beispielsweise zwei, drei oder noch mehr Flaschen in dem
Inneren des Gefäßes 61 Platz finden.
In Fig. 8 sind zwei der in Fig. 3 dargestellten
Peltier-Module 1 mit Distanzplatten 19, 20 auf einem den
Verdampfer darstellenden Zylinder 21 in etwa mittlerer
Höhe an der Außenseite des Zylinders 21 gegenüberliegend
angeordnet, wobei die beiden inneren Distanzplatten 20
mit dem Zylinder 21 gut wärmeleitend verbunden sind, wäh
rend an den beiden äußeren Distanzplatten 19 je ein Küh
ler 22 angeordnet ist.
In Fig. 9 und Fig. 10 sind ein Querschnitt durch das
Peltier-Element 20, 4, 19 und der Temperaturverlauf über
das Peltier-Element 20, 4, 19 dargestellt. An dem den Ver
dampfer bildenden Zylinder 21 ist die innere Distanzplat
te 20 angeordnet, die im Falle eines Zylinders 21 mit
kreisförmiger Zylinderwand 21 eine entsprechend kreisför
mig gekrümmte Kontaktfläche 23 aufweist. An der Distanz
platte 20 ist die Kunststoffplatte 2 angeordnet, an der
die Kupferplatte 6 befestigt ist. Mit der Kupferplatte 6
sind die Halbleiterschenkel 7, 8 verbunden, an deren ande
ren Enden die Kupferleisten 9, 10 vorgesehen sind, die mit
der gegenüberliegenden Kunststoffplatte 3 verbunden sind,
an der gut wärmeleitend die äußere Distanzplatte 19 ange
ordnet ist, mit der der Kühler 22 verbunden ist.
Gemäß der Darstellung in Fig. 10 beträgt die Temperatur
des Verdampfers und der inneren Distanzplatte 20 Tk,
fällt zunächst auf eine Temperatur von T ik in der Kunst
stoffplatte 2 und von dort aus noch weiter auf eine Tem
peratur von T ek in der Kupferplatte 6 des Peltier-Ele
ments 4 ab. Von hieraus steigt die Temperatur auf T ew in
den Kupferleisten 9, 10 des Peltier-Elements 4 an. Dann
fällt die Temperatur auf Tiw in der Kunststoffplatte 3,
von hieraus weiter auf eine Temperatur von Tw in der äu
ßeren Distanzplatte 19 und schließlich noch weiter auf
eine Temperatur von Tl an der Außenseite des Austauschers
ab. Die Temperaturdifferenz ΔTP zwischen der Temperatur
Tek und der Temperatur Tew stellt die durch das
Peltier-Element 4 erzeugte Temperaturdifferenz von bis zu
67°C dar, während ΔT5 die Temperaturdifferenz des
Systems zwischen der Temperatur Tk und der Temperatur T1
darstellt.
In Fig. 11 und Fig. 12 ist teilweise der Querschnitt
des Kühlgerätes dargestellt. Der kreisrunde Verdampfer
stellt einen tiefgezogenen Aluminiumtopf mit etwa 0, 6 bis
0,8 mm Wandstärke dar und weist zwei gegenüberliegende
Wülste 23 auf. Von außen ist an dem Wulst 23 mit einer
ebenen Fläche die Peltier-Einheit 1 angeordnet, gegen die
von außen her eine Kupferplatte 24 mittels Schrauben 25
und Druckfedern 26 angedrückt ist. Die Kupferplatte 24
ist über Kupferbänder 27, 28 mit dem Austauscher 22 ver
bunden. Zwischen dem Austauscher 22 und dem Verdampfer 21
ist eine Wärmeisolation 29 angebracht.
In Fig. 13 ist das Kühlgerät kurz vor seiner Fertigstel
lung dargestellt. Zwischen dem Verdampfer 21 und einem
äußeren Topf 30 ist ein Zwischenraum 31 für die Aufnahme
einer Wärmeisolation 29 vorgesehen. Durch die Öffnungen
32, 33 erstrecken sich die Kühler der später anzubringen
den Wärmepumpen.
In Fig. 14 ist das fertige Kühlgerät dargestellt. Der
Verdampfer bzw. Zylinder 21 ist mit Abstand von dem Topf
30 umgeben, wobei der Raum zwischen dem Verdampfer 21 und
dem Topf 30 mit Wärmeisolation 29 ausgefüllt ist.
Der vorn dargestellte Kühler 22 und der in Fig. 10 nicht
dargestellte, dem Kühler 22 gegenüberliegende gleiche
Kühler sind über ringförmig umlaufende Kühlrippen 34, 35
miteinander verbunden.
In Fig. 15 bis Fig. 17 ist eine Kühlplatte 36 darge
stellt, die mit einer Kunststoffkante 37 umgeben ist. An
der Unterseite der Kühlplatte 36 ist ein Kühlkörper 38
vorgesehen, der unter Belassung eines Zwischenraumes 39
zwei Reihen 40, 41 Kühlrippen 42, 43 aufweist.
Zwischen der Kühlplatte 36 und dem gegenüberliegenden
Kühlkörper 38 sind mehrere Peltier-Elemente 44, 45 ange
bracht. Dabei ist die Anordnung so getroffen, daß an der
Unterseite der Kühlplatte 36 vier quadratische Erhebungen
angeordnet sind, wobei die Oberflächen der Erhebungen ge
nau eben ausgebildet sind. Unter Verwendung von Wärme
leitpaste liegt hier die Kaltseite der Peltier-Module
44, 45 auf. Die Warmseite der Peltier-Module 44, 45 steht
ebenfalls unter Verwendung von Wärmeleitpaste mit dem
Rippenkühlkörper 38 aus Aluminium in Verbindung. Der Raum
46 zwischen der Kühlplatte 36 und dem Rippenkühlkörper 38
ist mit einem wärmeisolierenden Stoff ausgefüllt.
Da die Anordnung des Rippenkühlkörpers 38 unterhalb der
Kühlplatte 36 zur Folge hat, daß sich die von den
Peltier-Modulen 44, 45 abgepumpte Wärmeenergie in dem
Kühlkörper staut, ist zwischen den zwei Reihen 40, 41 des
Kühlkörpers 38 ein Kleingebläse 47 vorgesehen, das einen
Trommelventilator 48 hat, der durch einen elektrischen
Spaltmotor 49 angetrieben ist. Spaltmotore 49 sind weit
gehend wartungsfrei und zeichnen sich durch ihre Laufruhe
aus. Der Kühlluftaustritt erfolgt zweiseitig aus dem Ge
bläse 47 durch die Gebläseausgänge 50, 51. Dabei durch
strömt die Kühlluft auf ganzer Breite den Rippenkühlkör
per 38 und transportiert somit die Wärme seitlich ab.
Gemäß Fig. 18 ist zur elektrischen Versorgung des Kühl
geräts bzw. der Peltier-Einheit 1 ein Transformator 52
vorgesehen, der die Netzspannung von 230 V auf höchstens
40 V heruntergespannt. Der Netztransformator 52 bildet
dabei mit dem Netzstecker eine Einheit, so daß das Kühl
gerät selbst nur mit einer Kleinspannung betrieben wird.
Die erforderlichen Schutzmaßnahmen sind dadurch erfüllt.
Weitere Schutzmaßnahmen für das Kühlgerät erübrigen sich.
Der auf der Sekundärseite 54 des Transformators 52 flie
ßende elektrische Wechselstrom wird in einem Gleichrich
ter 55 gleichgerichtet und durch einen Glättungstransfor
mator 56 geglättet.
Die Stromstärke und damit die Temperaturdifferenz, die
durch das Peltier-Modul 1 bewirkt wird, ist über einen
Zwei-Punkt-Regler 57 einzustellen.
Claims (15)
1 Elektrisch betreibbares Kleinkühlgerät zum Kühlen von
mittelgroßen Teilen, beispielsweise Flanschen, Dosen
und Maschinenteilen entsprechender Größe, mit einem
Verdampfer zur Absenkung der Temperatur im Kühlraum,
mit einem Wärmeaustauscher zur Abgabe der dem Ver
dampfer entzogenen Wärmeenergie an die Umgebung und
mit einer Wärmepumpe zum Transport der dem Verdampfer
entzogenen Wärme zu dem Austauscher,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Verdampfer als aus gut wärmeleitfähigem Mate
rial bestehende Platte (58) ausgebildet ist, auf der
das zu kühlende Objekt anzuordnen ist, daß der Austau
scher aus einem Kühler (22) besteht, der die dem Ver
dampfer entzogene Wärme an die Umgebung abgibt, und
daß zwischen dem Verdampfer und dem Austauscher minde
stens ein als Wärmepumpe wirkendes Peltier-Modul (1)
mit mehreren Peltier-Elementen (4, 5) vorgesehen ist.
2. Kleinkühlgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich
net, daß auf der Kaltseite des Peltier-Moduls (1) eine
Distanzplatte (19) und auf der Distanzplatte (19) die
Kühlplatte (58) sowie auf der Warmseite des Peltier-
Moduls (1) der Kühler (59) angeordnet sind.
3. Kleinkühlgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Verdampfer als aus gut wärmeleitfä
higem Material bestehender Zylinder (21) ausgebildet
ist, in dem sich das zu kühlende Objekt befindet.
4. Kleinkühlgerät nach einem der vorhergehenden Ansprü
che, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Warmseite des
Peltier-Moduls (1) die Distanzplatte (19) angeordnet und
auf der Distanzplatte (19) ein Zylinder (61) angeord
net sowie auf der Warmseite des Peltier-Moduls (1) der
Kühler (59) angeordnet ist, wobei mit allseitigem Ab
stand von dem Zylindergefäß (61) ein Topf (63) vor
gesehen ist und der Zwischenraum zwischen dem Zylin
dergefäß (61) und dem Topf (63) mit wärmeisolierendem
Material ausgefüllt ist.
5. Kleinkühlgerät nach Anspruch 1 dadurch gekennzeich
net, daß der Verdampfer als aus Aluminium bestehender
unten geschlossener und oben offener Zylinder (21)
ausgebildet ist, dessen Wandung kreisrund, kreisrund
mit Wülsten mit ebenen Flächen oder achteckig ist.
6. Kleinkühlgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß am Boden des Verdampfers ein Fühler ei
nes thermischen Reglers, insbesondere eines thermi
schen Zwei-Punkt-Reglers wärmeleitend eingeführt ist.
7. Kleinkühlgerät nach einem der vorhergehenden Ansprü
che, dadurch gekennzeichnet, daß der Austauscher aus
einem Aluminium-Rippenblock sowie zwei Kupferbändern
mit Kühlrippen besteht.
8. Kleinkühlgerät nach einem der vorhergehenden Ansprü
che, dadurch gekennzeichnet, daß der Austauscher als
Flüssigkeitsaustauscher ausgebildet ist.
9. Kleinkühlgerät nach einem der vorhergehenden Ansprü
che, dadurch gekennzeichnet, daß an der Kaltseite und
an der Warmseite des Peltier-Moduls (1) je eine Alumi
niumplatte gut wärmeleitend zur Bildung eines die Wär
mepumpe darstellenden Wärmeaustauschblockes (1, 19, 20)
vorgesehen ist und daß zwischen dem Verdampfer und dem
Austauscher zwei einander gegenüber liegende Wärmeaus
tauschblöcke (1, 19, 20) angeordnet sind.
10. Kleinkühlgerät nach einem der vorhergehenden Ansprü
che, dadurch gekennzeichnet, daß der Verdampfer in
einem aus wärmeisolierendem Material bestehenden Topf
mit allseitigem Abstand von dem Topf angeordnet ist
und der Zwischenraum zwischen dem Verdampfer und dem
Topf mit einem wärmeisolierenden Material ausge
schäumt ist.
11. Kleinkühlgerät nach einem der vorhergehenden Ansprü
che, dadurch gekennzeichnet, daß zur elektrischen
Versorgung des Kleinkühlgerätes (1) ein Transformator
(52) vorgesehen ist, der mit der Primärseite (53) an
der elektrischen Netzspannung von 230 V liegt und an
dessen Sekundärseite (54) eine elektrische Spannung
von 40 V anliegt und daß ein Gleichrichter (55) und
ggf. ein zusätzlicher Glättungskondensators (56) vor
gesehen sind, mit denen die elektrische Spannung und
der elektrische Strom auf der Sekundärseite (54) des
Transformators (52) gleichgerichtet und ggf. geglät
tet werden.
12. Elektrisch betreibbare Kühlplatte aus einem gut wär
meleitenden Material,
dadurch gekennzeichnet,
daß mit Abstand von der Kühlplatte (36) und von die
ser thermisch isoliert ein Kühler (38) angeordnet ist
und daß zwischen der Kühlplatte (36) und dem Kühler
(38) wenigstens ein mit diesen gut wärmeleitend ver
bundenes als Wärmepumpe wirkendes Peltier-Modul
(44, 45) mit mehreren Peltier-Elementen (4, 5) vorgese
hen ist.
13. Kühlplatte nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet,
daß die Kühlplatte aus Kupfer besteht und der Kühl
körper als Rippenkühlkörper ausgebildet ist, daß der
Zwischenraum zwischen der Kühlplatte und dem Kühlkör
per mit einem wärmeisolierenden Stoff ausgefüllt ist
und daß das Peltier-Modul mit seiner Kaltseite gut
wärmeleitfähig mit der Kühlplatte und mit seiner
Warmseite gut wärmeleitfähig mit dem Kühlkörper ver
bunden ist.
14. Kühlplatte nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekenn
zeichnet, daß ein Gebläse zur Belüftung des Kühlkör
pers vorgesehen ist.
15. Kühlplatte nach einem der Ansprüche 12 bis 14,
dadurch gekennzeichnet, daß als Gebläse ein Klein
gebläse mit einem Trommelventilator und mit einem
elektrischen Spaltmotor als Antrieb vorgesehen ist.
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