DE4142842A1 - Portable cool container pref. powered from solar energy or car battery - has insulated cover, lower part and gravity-operated coolant - Google Patents
Portable cool container pref. powered from solar energy or car battery - has insulated cover, lower part and gravity-operated coolantInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein tragbares Kühlbehältnis der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Art.The invention relates to a portable cooler specified in the preamble of claim 1.
Es sind Kühlanlagen mit thermoelektrischen Wärmepumpen (Peltier-Elemente) bekannt, bei denen die Kühlung al lerdings nur durch ständige elektrische Energiezufuhr möglich ist. Aus der DE-A-35 28 731 ist insbesondere eine thermoelektrische Kühlanlage bekannt, bei der ver hindert wird, daß sich bei Unterbrechung der Stromver sorgung der Kühlraum in kurzer Zeit wieder erwärmt. Das wird dadurch erreicht, daß ein Wärmeventil mit der thermoelektrischen Wärmepumpe so gekoppelt wird, daß eine Umkehrung des Wärmestroms verhindert wird. Um den Kältebedarf auch bei Stromunterbrechungen zu sichern, ist ein Kältespeicher vorgesehen, der mit dem Kühlraum der Kühlanlage in thermischer Verbindung steht.They are cooling systems with thermoelectric heat pumps (Peltier elements) known in which the cooling al but only through constant electrical energy supply is possible. From DE-A-35 28 731 is in particular a thermoelectric cooling system known in the ver is prevented that if the Stromver supply the refrigerator warmed up again in a short time. The is achieved in that a heat valve with the thermoelectric heat pump is coupled so that a reversal of the heat flow is prevented. To the To secure the cooling requirement even in the event of power interruptions, a cold store is provided which is connected to the cold room the cooling system is in thermal communication.
Bei der oben beschriebenen Kühlanlage besteht jedoch der Nachteil, daß wesentliche Teile des Kühlsystems und des Kältespeichers im eigentlichen Kühlraum angeordnet sind. Dadurch wird das Verhältnis: "nutzbares Kühlraum volumen zu Gesamtvolumen" so ungünstig, daß das Kühl system für viele Anwendungsfälle, insbesondere wenn es auf gute Transportfähigkeit ankommt, nicht geeignet ist.However, in the cooling system described above the disadvantage that essential parts of the cooling system and of the cold store arranged in the actual cold room are. This makes the ratio: "usable cold room volume to total volume "so unfavorable that the cooling system for many use cases, especially if it is good portability is not suitable.
Ausgehend von den Mängeln des Standes der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Kühlbehältnis der eingangs genannten Gattung zu entwickeln, das ein verbessertes Verhältnis von nutzbarem Kühlraumvolumen zu seinem Gesamtvolumen aufweist und dessen Kältesystem sich durch eine hohe Kompaktheit auszeichnet. Es ist weiterhin Aufgabe der Erfindung, das Kühlraumvolumen so auszubilden, daß es auch bei passivem Kältesystem er höhten Kühlanforderungen gerecht wird.Based on the shortcomings of the prior art the invention has for its object a cooling container to develop the genus mentioned at the beginning improved ratio of usable cold room volume to its total volume and its refrigeration system is characterized by a high degree of compactness. It is further object of the invention, the cold room volume so train that it is also with a passive cooling system high cooling requirements.
Diese Aufgabe wird mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.This task comes with the distinctive features of claim 1 solved.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß im Hinblick auf eine Vergrößerung des nutzbaren Kühlraum volumens dann besondere Vorteile erreichbar sind, wenn die die Kälteleistung erbringenden Aggregate des Kühl behältnisses aus dem Kühlraumvolumen heraus so in Be reiche der Umhüllungskonstruktion verlagert werden, daß diese einerseits nicht wesentlich vergrößert werden muß, andererseits aber auch nicht wertvoller Nutzkühl raum durch sperrige Gebilde unnötig verstellt wird.The invention is based on the knowledge that in With a view to increasing the usable cold room volumens special advantages can be achieved if the cooling units providing the cooling capacity container out of the cold room volume so in Be range of the cladding structure to be relocated on the one hand, these are not significantly enlarged must, on the other hand not useful cooling space is unnecessarily obstructed by bulky structures.
Erfindungsgemäß sind deshalb alle Aggregate, die zur Erzeugung und Speicherung der Kälte und zum Transport und Abgeben der Abwärme erforderlich sind, in oder an dem beweglichen Deckel angeordnet, mit dem das Kühlraumvolumen verschlossen wird. Zu diesen Bauelementen gehören die mit mindestens einem Peltierelement ausgerüstete, thermoelektrische Wärme pumpe, das Speichersystem, mindestens ein bzw. zwei Kältemittelkreisläufe, eine Deckelisolierung und der Luftwärmetauscher mit Ventilator. According to the invention are therefore all units that are used for Generation and storage of the cold and for transport and releasing the waste heat are required in or on the movable lid with which the Cold room volume is closed. To this Components belong to those with at least one Peltier element-equipped, thermoelectric heat pump, the storage system, at least one or two Refrigerant circuits, cover insulation and the Air heat exchanger with fan.
Die thermoelektrische Wärmepumpe befindet sich erfin dungsgemäß auf der kalten Seite der im Deckel angeordneten Isolierschicht. Bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die warme Seite der thermoelektrischen Wärmepumpe mit dem Verdampfer eines ersten schwerkraftbetriebenen Kältemittelkreislaufs und die kalte Seite mit dem in das Unterteil hineinragenden Speichersystem thermisch gekoppelt. Über den Kon densator des ersten Kreislaufs, der als Luftwärmetauscher ausgebildet ist, wird die von der thermoelektrischen Wärmepumpe aus dem Kühlraum geförderte Wärme an die Umgebung abgegeben. Die Wärmeabgabe kann auf vorteilhafte Weise durch ein Lüfteraggregat verbessert werden, das mit dem Luftwärmetauscher gekoppelt ist.The thermoelectric heat pump is invented appropriately on the cold side of the in the lid arranged insulating layer. With the preferred Embodiment of the invention is the warm side of the thermoelectric heat pump with the evaporator one first gravity refrigerant cycle and the cold side with the protruding into the lower part Storage system thermally coupled. About the Kon capacitor of the first circuit, which as Air heat exchanger is designed, which of the thermoelectric heat pump from the cold room conveyed heat released to the environment. The Heat can advantageously be released by a Fan unit can be improved with the Air heat exchanger is coupled.
Die Kältemittelkreisläufe sind vorteilhafterweise schwerkraftbetrieben und übernehmen den Transport der aus dem Kühlraum abzuführenden Wärme zur thermoelektrischen Wärmepumpe und von dort an die Umgebung. Die vertikale Anordnung der Kreisläufe ermöglicht eine äußerst kompakte Ausbildung des Kältesystems, wodurch eine Ausdehnung des Deckelvolumens in vertretbaren Grenzen gehalten werden kann.The refrigerant circuits are advantageous gravity operated and take over the transport of the heat to be dissipated from the cold room thermoelectric heat pump and from there to the Surroundings. The vertical arrangement of the circuits enables an extremely compact design of the Refrigeration system, causing an expansion of the Lid volume can be kept within reasonable limits can.
Das Speichersystem dient dazu, bei fehlender Energiezufuhr die im Kühlraum erforderliche Temperatur über einen längeren Zeitraum zu sichern. Es befindet sich unterhalb einer - im unteren Deckelbereich angeordneten - Isolierung und ist in seinen Außenmaßen an die Abmessungen des Innenquerschnitts des Unterteils angepaßt. The storage system is used if there is no Energy supply the temperature required in the cold room secure over a longer period of time. It is itself below one - in the lower lid area arranged - insulation and is in its external dimensions to the dimensions of the inner cross section of the lower part customized.
Nach einer bevorzugten Ausgestaltungsform der Erfindung ist dieser Speicher im wesentlichen zylindrisch und erstreckt sich über die gesamte Öffnungsfläche des Unterteils. In einer entsprechenden Weiterbildung wei sen Unterteil und Deckel eine quaderförmige Form auf.According to a preferred embodiment of the invention this memory is essentially cylindrical and extends over the entire opening area of the Lower part. In a corresponding training course The lower part and lid have a cuboid shape.
Die Verbindung des Speichersystems mit der Wärmepumpe erfolgt über eine metallische Platte oder über einen zweiten Kältemittelkreislauf, dessen Kondensator an die kalte Seite der Wärmepumpe thermisch gekoppelt ist und dessen Verdampfer innerhalb des Speichers liegt.The connection of the storage system to the heat pump takes place over a metallic plate or over a second refrigerant circuit, the condenser of which cold side of the heat pump is thermally coupled and whose evaporator is inside the storage tank.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist das Speichersystem als Latentkältespeicher aufgebaut und stellt bei Verwendung von Wasser als Latentspei chermaterial einen sogenannten Eislatentspeicher dar.In an advantageous development of the invention the storage system is constructed as a latent cold storage and poses when using water as a latent feed material is a so-called ice latate storage.
Bei einer weiteren Ausführungsform ist der Teil des Latentspeichers, der unterhalb der metallischen Platte liegt, lösbar angeordnet. Dieses ablösbare Bauelement besitzt eine Anzahl von Unterteilungen geeigneter Form und Größe, in denen Eiswürfel bereitet werden können.In another embodiment, the part of the Latent storage located below the metallic plate lies, detachably arranged. This removable component has a number of subdivisions of suitable shape and size in which ice cubes can be prepared.
Der im unteren Bereich des Deckels angeordnete Latent kältespeicher bringt weiterhin den wesentlichen Vorteil mit sich, daß bei fehlender elektrischer Energiezufuhr (insbesondere bei Solarbetrieb) die erforderliche Tem peratur im Kühlraumvolumen über einen längeren Zeitraum aufrecht erhalten werden kann, ohne daß die sonst übli chen wartungsintensiven - und das Gewicht sowie das Vo lumen erheblich vergrößernden - Batteriepakete verwen det werden müssen. Dadurch wird insbesondere auch die Handhabbarkeit derartiger Kühlbehältnisse verbessert. The latent located in the lower area of the lid cold storage continues to bring the essential advantage with the fact that in the absence of electrical energy supply (especially with solar operation) the required tem temperature in the cold room volume over a longer period of time can be maintained without the otherwise usual maintenance-intensive - and the weight and Vo lumen significantly increasing - use battery packs must be det. This will in particular also Manageability of such cooling containers improved.
Nach der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind zusätzliche Vorteile im Hinblick auf die Leistungsfä higkeit des tragbaren Kühlbehältnisses erzielbar, wenn das Unterteil als Dewargefäß ausgebildet ist. Die Ver wendung dieser hocheffizienten Vakuumisolierung redu ziert den Wärmeeintrag in den Kühlraum auch bei hohen Umgebungstemperaturen erheblich. Durch Variation der Größe der Dewargefäße lassen sich unterschiedlich große Kühlraumvolumina realisieren.According to the preferred embodiment of the invention additional benefits in terms of performance portable cooler can be achieved if the lower part is designed as a dewar. The Ver application of this highly efficient vacuum insulation redu adorns the heat input into the refrigerator even at high Ambient temperatures considerably. By varying the The size of the Dewar vessels can vary in size Realize cold room volumes.
Gemäß einer anderen Weiterbildung der Erfindung weist die Stromzuführung zur thermoelektrischen Wärmepumpe einen Schalter auf, der als Kontakt-, Neigungs- oder Temperaturschalter ausgeführt sein kann. Auf diese Art und Weise soll eine Überhitzung der Wärmepumpe vermie den werden, die sonst bei zu starker Neigung des 1. Kältemittelkreislaufs und dem damit verbundenen Leer laufen des Verdampfers nicht ausgeschlossen werden könnte.According to another development of the invention the power supply to the thermoelectric heat pump a switch on, the contact, tilt or Temperature switch can be executed. In this manner and way should prevent the heat pump from overheating those that would otherwise occur if the inclination of the 1st Refrigerant circuit and the associated empty run of the evaporator can not be excluded could.
Die zum Betrieb des Kältesystems erforderliche Elektro energie kann z. B. durch ein Solarpanel erzeugt werden. Dieses Solarpanel kann faltbar ausgebildet sein oder kann aus mehreren Einzelelementen bestehen. Im Falle der quaderförmigen Ausgestaltungsform des Kühlbehält nisses kann es an dessen Außenmaße angepaßt und deshalb in zusammengefalteten Zustand auf einfache Weise vor teilhaft an diesem befestigt werden.The electrical required to operate the refrigeration system energy can e.g. B. generated by a solar panel. This solar panel can be designed to be foldable or can consist of several individual elements. In the event of the cuboid design of the cooling container nisses it can be adapted to its external dimensions and therefore in a folded state in a simple manner be attached to this in part.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet bzw. werden nachstehend zusammen mit der Beschreibung der bevorzugten Ausfüh rung der Erfindung anhand der Figuren näher darge stellt.Advantageous developments of the invention are in the Subclaims marked or are below along with the description of the preferred embodiment tion of the invention with reference to the figures Darge poses.
Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt durch ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei dem nur ein Käl temittelkreislauf vorhanden ist und bei dem der Latent speicher direkt über eine metallische Platte mit der Wärmepumpe verbunden ist, Fig. 1 shows a longitudinal section through a preferred embodiment of the invention, in which only a Käl temmittelkreislauf is available and in which the latent storage is connected directly via a metallic plate with the heat pump,
Fig. 2 zeigt ebenfalls einen Längsschnitt durch ein anderes Ausführungsbeispiel, allerdings mit zwei Kälte mittelkreisläufen, Fig. 2 also shows a longitudinal section through another embodiment, but with two refrigerant circuits,
Fig. 3 zeigt einen Längsschnitt durch eine Bauform mit quaderförmigen Querschnitt und ohne Ventilator. Fig. 3 shows a longitudinal section through a design with cuboid cross-section and without a fan.
Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt durch Deckel 2 und Un terteil 20 des Kühlgefäßes 1. Der Deckel enthält alle Bauelemente des Kühlsystems. Er ist durch die Isolie rung 4 in den oberen warmseitigen - und den unteren kaltseitigen Bereich unterteilt. Oberhalb befinden sich im wesentlichen der 1. Kältemittelkreislauf mit seinem Bohrsystem 9, seinem Kondensator, der als Luftwärmetau scher 10 mit oberflächenvergrößernden Lamellen 11 und wärmeübergangfördernden Ventilator 12 ausgeführt ist und die Deckelabdeckung 3. Die thermoelektrische Wärme pumpe 5, der warmseitige Verdampfer 8 und der direkt an schließende Teil des Rohrsystems 9 (das hier zum Zwecke möglichst geringer Wärmeleitung aus Chrom-Nickel-Stahl besteht) ist in die Isolierung 4 eingebettet. Unterhalb der Isolierung 4, thermisch gekoppelt an die Kaltseite 7 der Wärmepumpe 5, befindet sich der Latentkälte speicher 15, der in dieser Ausführung aus der metalli schen Kälteplatte 16, dem Gehäuse 19 und dem darin eingeschlossenen Speichermaterial 17 besteht. Der Latentkältespeicher paßt sich dabei an den Querschnitt des Kühlraums 23 an, in den er bei geschlossenem Deckel hineinreicht. Der wesentliche Bestandteil des Unter teils ist in dieser Ausführung ein stabiles Dewargefäß 22, das von einem Mantel 21 geschützt wird. Fig. 1 shows a longitudinal section through lid 2 and Un part 20 of the cooling vessel 1st The cover contains all components of the cooling system. It is divided by the insulation 4 into the upper hot side and the lower cold side area. Above there are essentially the first refrigerant circuit with its drilling system 9 , its condenser, which is designed as an air heat exchanger 10 with surface-enlarging fins 11 and heat transfer-promoting fan 12 and the cover 3 . The thermoelectric heat pump 5 , the warm-side evaporator 8 and the directly closing part of the pipe system 9 (which here consists of chromium-nickel steel for the lowest possible heat conduction) is embedded in the insulation 4 . Below the insulation 4 , thermally coupled to the cold side 7 of the heat pump 5 , there is the latent cold storage 15 , which in this embodiment consists of the metallic cold plate 16 , the housing 19 and the storage material 17 enclosed therein. The latent cold storage adapts to the cross section of the cooling space 23 , into which it extends when the lid is closed. The essential part of the lower part in this embodiment is a stable Dewar 22 , which is protected by a jacket 21 .
Für den Fall, daß die thermoelektrische Wärmepumpe stromlos ist, besitzt der schwerkraftbetriebene Kälte mittelkreislauf die Funktion thermischer Ventile. Sie verhindern gemäß der in Fig. 1 dargestellten Anordnung einen Wärmerückstrom in den Kühlraum 23 dadurch, daß sich im passiven Zustand der Wärmepumpe 5 die gesamte Kältemittelmenge in dem Verdampfer 8 sammelt und somit kein Dampfstrom von außen nach innen möglich ist.In the event that the thermoelectric heat pump is de-energized, the gravity-operated cooling medium circuit has the function of thermal valves. According to the arrangement shown in FIG. 1, they prevent heat return flow into the cooling space 23 in that, in the passive state of the heat pump 5, the entire amount of refrigerant collects in the evaporator 8 and thus no steam flow from the outside in is possible.
Fig. 2 zeigt eine Ausführung, die gegenüber Fig. 1 folgende Unterschiede aufweist: Neben dem warmseitigen Kreislauf gibt es auch einen auf der Kaltseite. Dabei ist der Latentspeicher als Verdampfer 18 dieses Kreis laufs ausgeführt und die Kaltseite 6 der Wärmepumpe ist mit einem Kondensator 13 verbunden. Fig. 2 shows an embodiment which has the following differences compared to Fig. 1: In addition to the warm circuit, there is also one on the cold side. The latent storage is designed as an evaporator 18 of this circuit and the cold side 6 of the heat pump is connected to a condenser 13 .
In Fig. 3 wird ein Kühlgefäß in kubischer Ausführung und ohne Ventilator dargestellt. Dabei ist besonders hervorzuheben, daß in dieser Bauform zu Transportzwec ken die zum Betrieb benötigten Solarpanel 25 in zusam mengefalteten Zustand bequem an der Seitenwand des Ge fäßes 1 befestigt werden können, wenn ihre Abmessungen denen der Seitenwand entsprechen.In Fig. 3, a cooling vessel is shown in a cubic design and without a fan. It should be particularly emphasized that in this design for Transportzwec ken the solar panel 25 required for operation can be conveniently attached to the side wall of the vessel 1 in the folded state, if their dimensions correspond to those of the side wall.
Die Erfindung beschränkt sich in ihrer Ausführung nicht auf die vorstehend angegebenen bevorzugten Ausführungs beispiele. Vielmehr ist eine Anzahl von Varianten denk bar,welche von der obigen Lösung auch bei grundsätzlich anders gearteten Ausführungen Gebrauch macht.The invention is not restricted in its implementation to the preferred embodiment given above examples. Rather, a number of variants are possible bar, which of the above solution also in principle makes use of different types.
Claims (19)
daß alle zur Kälteerzeugung erforderlichen Komponenten (5, 8, 9, 10, 12, 13, 14, 15) vollständig im Deckel (2) inte griert sind und
daß sich das Speichersystem (15) - jenseits einer Iso lierschicht (4) - an der Unterseite des Deckels befin det, mit seinen Abmessungen an den Öffnungsbereich des Unterteils (20) angepaßt ist und in dieses bei ge schlossenem Deckel hineinragt.1. Portable cooling container, preferably operated with solar energy or via a vehicle electrical system, which consists of an insulated cover and lower part and which is equipped with a thermoelectric heat pump, which in any case has a gravity-operated refrigerant circuit on the warm side, optionally on the cold side, and which is on the cold side is provided with a thermal storage system, characterized in that
that all the components required for refrigeration ( 5 , 8 , 9 , 10 , 12 , 13 , 14 , 15 ) are fully integrated in the lid ( 2 ) and
that the storage system ( 15 ) - beyond an insulating layer ( 4 ) - is located on the underside of the cover, its dimensions are adapted to the opening area of the lower part ( 20 ) and protrude into it when the cover is closed.
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DE19914142842 DE4142842A1 (en) | 1991-09-26 | 1991-12-20 | Portable cool container pref. powered from solar energy or car battery - has insulated cover, lower part and gravity-operated coolant |
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DE19914142842 Withdrawn DE4142842A1 (en) | 1991-09-26 | 1991-12-20 | Portable cool container pref. powered from solar energy or car battery - has insulated cover, lower part and gravity-operated coolant |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |