DE6945427U

DE6945427U - DEVICE FOR HEATING OR COOLING LIQUIDS OR GASES.

Info

Publication number: DE6945427U
Application number: DE19696945427
Authority: DE
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1969-11-14
Filing date: 1969-11-14
Publication date: 1970-07-23

Description

Vorrichtung zum Erwärmen oder Kühlen von Flüssigkeiten oder GasenDevice for heating or cooling liquids or gases

Die Neuerung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Erwärmen oder Kühlen von Flüssigkeiten oder Gasen in einer Durchlaufkammer, die auf zwei gegenüberliegenden Seiten der Kammerwandung mit den Kalt- bzw. Warmseiten von Peltierelementen gut wärmeleitend verbunden ist.The innovation relates to a device for heating or cooling liquids or gases in a flow chamber, those on two opposite sides of the chamber wall with the cold and warm sides of Peltier elements is connected with good thermal conductivity.

Bei einer bekannten Vorrichtung dieser Art ist die Durchlaufkammer im wesentlichen rohrförmig ausgebildet. In Ausnehmungen der Rohrwandung sind die Kalt- bzw. Warmseiten der Peltierelemente flächig anliegend versenkt angeordnet. Die bekannte Aufbauform ist für den Einsatz von Peltierblöcken moderner Bauart wenig geeignet. Solche Peltierblöcke haben eine derartige Anordnung der Halbleiterschenkel, daß diese vom elektrischen Strom mäanderförmig durchflossen werden. Im Interesse einer wirtschaftlichen Fertigung moderner Peltierblöcke ist man bestrebt, die HaIbleiterschenkel möglichst kurz au machen. Die Warm- und Kaltseiten der Peltierblöcke liegen in der Größenordnung von nur 4 mm voneinander entfernt. Setzt man nun die so beschriebenen Peltierblöcke in die bekannte Vorrichtung ein, so ergibt sich durch die versenkte Anordnung der Peltierelemente in der Rohrwandung ein erhöhter Wärmestrom von der Rohrwandung zu der freien Seite des Peltierblockes. Dies aber verringert den Wirkungsgrad der Vorrichtung beträchtlich.In a known device of this type, the flow chamber essentially tubular. The cold and warm sides of the Peltier elements are in recesses in the pipe wall arranged flush with the surface, sunk. The well-known design is for the use of modern Peltier blocks not very suitable. Such Peltier blocks have such an arrangement of the semiconductor legs that these from the electrical Stream to be flowed through in a meandering manner. In the interests of economical production of modern Peltier blocks, efforts are made to Make the semiconductor legs as short as possible. the The warm and cold sides of the Peltier blocks are only 4 mm apart. If you now set the Peltier blocks described in this way in the known device, then results from the recessed arrangement of the Peltier elements in the pipe wall an increased heat flow from the pipe wall to the free side of the Peltier block. But this considerably reduces the efficiency of the device.

Zur Vermeidung dieses Nachteiles wird neuerungsgemäß vorgeschlagen, die Durchlaufkammer als flachbauenden Quader auszubilden und an den Breitseitenflächen mit vorspringenden, zurTo avoid this disadvantage, it is proposed according to the innovation, to design the flow chamber as a flat cuboid and on the broad side surfaces with protruding, for

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Anlage mit den Peltierelementen bestimmten Flächenteilen zu versehen. Die nach Art von tafelbergförmigen Erhebungen vorspringenden Flächenteile ergeben eine günstige Entkopplung zwischen der Kalt- und der Warmseite der Peltierelemente und damit eine Erhöhung des Wirkungsgrades.System with the Peltier elements to certain parts of the area Mistake. The protruding in the manner of table mountain-shaped elevations Surface parts result in a favorable decoupling between the cold and the warm side of the Peltier elements and thus an increase in efficiency.

Im Interesse eines guten Wärmeüberganges von den Kalt- bzw. Warmseiten der Peltierelemente zur Durchlaufkammer haben die vorspringenden Flächenteile eine glatte und ebene Oberfläche. Dies ist auch für die Fertigung erwünscht, weil von rauhen unebenen Oberflächen die notwendigen dünnen elektrischen Isolierschichten zwischen Durchlaufkammer und Peltierelement, z.B. Kunststoffolie oder Glimmerfolie, beschädigt werden können. In the interests of good heat transfer from the cold or warm sides of the Peltier elements to the flow chamber, the protruding surface parts a smooth and even surface. This is also desirable for production because of the rough uneven surfaces the necessary thin electrical insulating layers between flow chamber and Peltier element, e.g. plastic film or mica film, can be damaged.

In bezug auf eine einfache Fertigung der neuerungsgemäßen Vorrichtung ergibt sich ein Vorteil, wenn die Durchlaufkammer aus zwei gleichen Gehäuseschalen besteht, die unter Zwischenlage einur Dichtung gegeneinander verspan.it sind. Für eine angestrebte günstige Wärmeleitzahl verwendet man für die Gehäuseschalen Aluminium, wobei die Schalen im Gußverfahren hergestellt werden können. Bei Verwendung von Aluminium können die vorspringenden Flächenteile außerdem elektrolytisch oxydiert werden, so daß in einigen Fällen zusätzliche Isolierschichten entfallen können.With regard to simple manufacture of the device according to the invention there is an advantage if the flow chamber is made consists of two identical housing shells, which are braced against each other with a seal between them. For a sought-after A favorable coefficient of thermal conductivity is used for the housing shells made of aluminum, the shells being manufactured using a casting process can be. When using aluminum, the protruding surface parts can also be electrolytically oxidized, so that in some cases additional insulating layers can be omitted.

Um während des Betriebes die Wärmeverluste gering zu halten, sind die Gehäuseschalen mit Vorzug von einer Isolation aus Schaumstoff, z.B. Polyurethanschaum, umschlossen, wobei der Bereich der vorspringenden Flächenteile frei bleibt.In order to keep heat losses low during operation, the housing shells are preferably insulated Foam, e.g. polyurethane foam, enclosed, whereby the area of the protruding surface parts remains free.

Zum Aufbau von Flüssigkeits- oder Gaskühlern ist es vorteilhaft, wenn die Durchlaufkammer gemeinsam mit den anliegenden Peltierelementen und den an deren freien Flächen anliegenden Wärmetauscherelementen eine betriebsfertige Baueinheit bildet. Dabei können die Wärmetauscherelemente als Platten mit aufgebrachtenFor the construction of liquid or gas coolers, it is advantageous if the flow chamber together with the adjacent Peltier elements and the heat exchanger elements resting against their free surfaces form a ready-to-use structural unit. Included the heat exchanger elements can also be applied as plates

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Kühlrippen ausgebildet sein. Es ist mit dieser Bauform möglich, den zwischen den Wärmetauscherelementen gebildeten freien Raum mit eirem geeigneten Hartschaum auszuschäumen. In die Anschlußöffnungen der Durchlaufkammer sind vorteilhaft die Rohrstutzen der VerbiDdungsleitungen eingeklebt. Damit ist zum einen ein Gewinde entbehrlich und zum anderen eine zusätzliche Abdichtung nicht erforderlich. Be formed cooling fins. With this design it is possible to fill the free space formed between the heat exchanger elements with a suitable rigid foam. The pipe sockets of the connecting lines are advantageously glued into the connection openings of the flow chamber. Thus, on the one hand, a thread is unnecessary and, on the other hand, an additional seal is not required.

Bei einer Ausführungsform gemäß der Neuerung weist die Vorrichtung eine Zwangsbelüftung der Wärmetauscherelemente auf, die vorteilhaft durch ein Querstromgebläse erzeugt ist.In one embodiment according to the innovation, the device has forced ventilation of the heat exchanger elements, which is advantageously generated by a cross-flow fan.

j Weitere Einzelheiten und Vorteile der neuerungsgemäßen Vorrichtung sind im folgenden anhand der Zeichnung beschrieben.j Further details and advantages of the device according to the invention are described below with reference to the drawing.

In der Figur ist in einem schematischen Schnitt eine VorrichIn the figure, a device is in a schematic section

tung zum Erwärmen oder Kühlen von Öl dargestellt, die einedevice for heating or cooling oil is shown, which is a

J Durchlaufkammer 1 mit einem Zulaufstutzen 2 und einem Ablauf-J Flow chamber 1 with an inlet nozzle 2 and an outlet

■ stutzen 3 aufweist. Die Durchlaufkammer 1 besteht aus zwei■ connector 3 has. The flow chamber 1 consists of two

gleichen Gehäuseschalen 1a und 1b, die unter Zwischenlage einer Dichtung 4 mittels Schraubelementen 5 gegeneinander verspannt sind. Der Innenraum 6 der Flussigkeitskammer istthe same housing shells 1a and 1b, which with the interposition of a seal 4 by means of screw elements 5 against each other are tense. The interior 6 of the liquid chamber is ' durch einen Mittelsteg 7 beider Gehäuseschalen 1a, 1b unter \ '' through a central web 7 of both housing shells 1a, 1b under \ Freilassung einer Durchlauföffnung in zwei Teilkammern unterteilt. Die Teilkammern haben längs der Flußrichtung des zu erwärmenden bzw. zu kühlenden Öles Wärmeleitrippen 8. Die Durchlaufkammer 1 ist als flachbauender Quader ausgebildetRelease of a passage opening divided into two sub-chambers. The sub-chambers have along the direction of flow of the to heating or cooling oil heat conducting ribs 8. The flow chamber 1 is designed as a flat cuboid

t und an den Breitseitenflächen 9 mit vorspringenden Flächen-t and on the broad side surfaces 9 with protruding surface

teilen 10 versehen, die zur Aufnahme von Peltierelementen 11 bestimmt sind. Die Flächenteile 10 haben eine glatte und ebene Oberfläche und nehmen unter Zwischenlage einer nicht weiter dargestellten dünnen elektrisch isolierenden Schicht die Warm bzw. Kaltseite der Peltierelemente 11 auf. parts 10 provided, which are intended to accommodate 11 Peltier elements. The surface parts 10 have a smooth and flat surface and accommodate the warm or cold side of the Peltier elements 11 with a thin electrically insulating layer (not shown) in between.

Auf der den Flächenteilen 10 abgewandten Seite der Peltier elemente 11 sind plattenförmige Wärmetauscherelemente 12 mit darauf aufgebrachten Rippen 13 angeordnet. Die Wärmetauscher- On the side of the Peltier elements 11 facing away from the surface parts 10, plate-shaped heat exchanger elements 12 with ribs 13 applied thereon are arranged. The heat exchanger

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elemente 12 sind gegeneinander unter Einschluß der Durchlaufkammer 1 mit den zwischengelegten Peltieielementen 11 mittels Schraubelementen 14 verspannt. Die aus der Durchlaufkammer 1, den Peltierelementen 11 und den Wärmetauscherelementen 12 gebildete betriebsfertige Baueinheit arbeitet mit besonders gutem Wirkungsgrad, wenn die Kühlrippen mit einer durch Querstromgebläse 15 erzeugten Zwangsbelüftung beaufschlagt werden. Außer— i dem hat sich eine die Gehäuseschale 1a, 1b umgebende thermische elements 12 are braced against each other, including the flow chamber 1 with the interposed Peltieielementen 11 by means of screw elements 14. The ready-to-use structural unit formed from the flow chamber 1, the Peltier elements 11 and the heat exchanger elements 12 works with particularly good efficiency when the cooling fins are subjected to a forced ventilation generated by a cross-flow fan 15. I outside which has a housing shell 1a, 1b surrounding thermal

; Isolation 16 aus Schaumstoff, insbesondere Polyurethanschaum,; Insulation 16 made of foam, in particular polyurethane foam,

! als vorteilhaft erwiesen, um AbwärmeVerluste aus der aus AIu-! proven to be advantageous in order to avoid waste heat losses from the

I miniumguß gefertigten Durchlaufkammer 1 zu vermeiden.I to avoid miniumguß manufactured flow chamber 1.

! Es ist selbstverständlich möglich, mehrere betriebsfertige Bau-! It is of course possible to build several ready-to-use construction

i einheiten 1,11, 12 parallel oder in Reihe in einem Umwälzkreis- i units 1,11, 12 parallel or in series in a circulation circle

1 lauf für Getriebeöl oder dergleichen anzuordnen. Dabei kann es1 run for gear oil or the like to be arranged. It can

! vorteilhaft sein, wenn die an die Vorrichtung herangeführten * . Anschlußrohre für das zu erwärmende bzw. zu kühlende Medium! be advantageous if the introduced to the device *. Connection pipes for the medium to be heated or cooled

: wenigstens teilweise von der thermischen Isolation 16 umschlossen: at least partially enclosed by the thermal insulation 16

II. sind.are.

1 Figur1 figure

10 Schutzansprüche10 claims for protection

Claims

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Protection claims

My device for heating or cooling liquids or gases in a flow-through chamber, which is connected to the cold resp. V / arm sides of Peltier elements are connected in a way that conducts heat well, characterized in that the flow chamber (1) designed as a flat cuboid and on the broad side surfaces (9) with protruding, for contact with the Peltier elements (11) certain surface parts (10) is provided.

2. Apparatus according to claim% characterized in that the projecting surface parts (10) are smooth and even Have surface.

3. Apparatus according to claim 1, characterized in that the flow chamber (1) consists of two identical housing shells (1a, 1b), which with the interposition of a seal (4) against each other are tense.

4. Apparatus according to claim 3, characterized in that the housing shells (1) are made of aluminum.

5. Apparatus according to claim 3, characterized by a die Housing shells (1a, 1b) except for the area of the protruding surface parts (10) enclosing insulation (16) made of foam, especially polyurethane foam.

6. Device according to one of claims 1 to 5, characterized in that that the passage chamber (1) jointly nri; the adjacent Peltier elements (11) and the free ones A ready-to-use heat exchanger elements (12) resting against surfaces Building unit forms.

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7. Apparatus according to claim 6, characterized in that the heat exchanger elements (12) are designed as plates with applied cooling fins (13).

8. Device according to one of claims 1 to 7, characterized by forced ventilation of the heat exchanger elements (12).

9. Apparatus according to claim 8, characterized ge ^ re ^ that the forced ventilation is generated by a cross-flow fan (15).

10. Apparatus according to claim 1, characterized in that Pipe socket glued into the connection openings of the flow chamber are.