EP3834047A1 - Dispositif pour la regulation de la temperature dans une enceinte - Google Patents

Dispositif pour la regulation de la temperature dans une enceinte

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Publication number
EP3834047A1
EP3834047A1 EP19762318.4A EP19762318A EP3834047A1 EP 3834047 A1 EP3834047 A1 EP 3834047A1 EP 19762318 A EP19762318 A EP 19762318A EP 3834047 A1 EP3834047 A1 EP 3834047A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
valve
chamber
module
transfer chamber
housing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP19762318.4A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Pie Olivier Atangana
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fast-Engineering Sprl
Original Assignee
Fast-Engineering Sprl
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fast-Engineering Sprl filed Critical Fast-Engineering Sprl
Publication of EP3834047A1 publication Critical patent/EP3834047A1/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B21/00—Machines, plants or systems, using electric or magnetic effects
    • F25B21/02—Machines, plants or systems, using electric or magnetic effects using Peltier effect; using Nernst-Ettinghausen effect
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D23/00—Control of temperature
    • G05D23/19—Control of temperature characterised by the use of electric means
    • G05D23/1919—Control of temperature characterised by the use of electric means characterised by the type of controller
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01N—PRESERVATION OF BODIES OF HUMANS OR ANIMALS OR PLANTS OR PARTS THEREOF; BIOCIDES, e.g. AS DISINFECTANTS, AS PESTICIDES OR AS HERBICIDES; PEST REPELLANTS OR ATTRACTANTS; PLANT GROWTH REGULATORS
    • A01N1/00—Preservation of bodies of humans or animals, or parts thereof
    • A01N1/02—Preservation of living parts
    • A01N1/0236—Mechanical aspects
    • A01N1/0242—Apparatuses, i.e. devices used in the process of preservation of living parts, such as pumps, refrigeration devices or any other devices featuring moving parts and/or temperature controlling components
    • A01N1/0252—Temperature controlling refrigerating apparatus, i.e. devices used to actively control the temperature of a designated internal volume, e.g. refrigerators, freeze-drying apparatus or liquid nitrogen baths
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01N—PRESERVATION OF BODIES OF HUMANS OR ANIMALS OR PLANTS OR PARTS THEREOF; BIOCIDES, e.g. AS DISINFECTANTS, AS PESTICIDES OR AS HERBICIDES; PEST REPELLANTS OR ATTRACTANTS; PLANT GROWTH REGULATORS
    • A01N1/00—Preservation of bodies of humans or animals, or parts thereof
    • A01N1/02—Preservation of living parts
    • A01N1/0236—Mechanical aspects
    • A01N1/0263—Non-refrigerated containers specially adapted for transporting or storing living parts whilst preserving, e.g. cool boxes, blood bags or "straws" for cryopreservation
    • A01N1/0273—Transport containers

Definitions

  • the present invention relates to the field of temperature regulation by the use of at least one thermoelectric module.
  • thermoelectric modules are well known in the art. These modules use the Peltier effect or its opposite effect, the Seebeck effect. Regarding the Peltier effect, a heat flux is generated between two junctions of electrical conductors of different materials when an electric current flows through the junctions. Conversely and with regard to the Seebeck effect, when the two junctions are subjected to a temperature difference, a current is generated.
  • the thermoelectric modules used in most applications include a series of junctions between p and n type semiconductor materials, arranged between two parallel surfaces, so as to create a cold surface and a hot surface when the module is traversed by an electric current. Likewise, when a module is subjected to an outside temperature difference, it will function as an electric current generator.
  • thermoelectric module The efficiency of a thermoelectric module largely depends on the difference DT between the temperatures of the two surfaces of the module, hereinafter called the module temperature differential.
  • the modules are mainly used in applications for which the temperature must be regulated in a particularly precise and reliable manner, such as for example containers used for transporting organs to be transplanted, or for applications in which the vibrations generated by the systems conventional refrigeration is a major drawback that must be eliminated.
  • all of these applications are limited to indoor environments, for example a building hospital or a transport vehicle, where the temperature of the environment does not substantially influence the temperature differential.
  • thermoelectric which makes the thermoelectric solution inapplicable in a large number of fields. Examples include the temporary storage of biological samples, such as blood samples, in deposit boxes installed in several places, often in places likely to be subject to significant temperature variations over time.
  • the present invention aims to provide a temperature control device by the use of known thermoelectric effects, but which does not suffer from the drawbacks described above.
  • the basic characteristics of such a device are described in the appended claims.
  • the invention relates to a device capable of being placed in communication with an enclosure, the device comprising a first part which includes a thermoelectric module, the module being configured to maintain the temperature inside the enclosure at a value setpoint, and in which the device comprises a stabilization part above the thermoelectric module comprising a motorized valve which operates as a function of the temperature differential created by the thermoelectric module and as a function of the temperature outside the device, so as to maintain a stable temperature differential, independently of said outside temperature.
  • a third part of the device disposed above the stabilization part may comprise a heat sink and a second thermoelectric module configured to recover part of the thermal energy discharged from the enclosure in the case where the enclosure is refrigerated by compared to a higher temperature.
  • the third part comprises an air collection chamber and the device is provided with a lateral channel which allows the passage of a direct air flow between the second chamber and the exterior of the device.
  • the invention relates to a device for regulating the temperature in an essentially closed enclosure, said device comprising three parts:
  • the first part comprising:
  • thermoelectric module having a first face and a second face, the first module being configured to be supplied by an electric power source which is part of the device or which is outside the device,
  • said second part disposed above the first part when the device is installed in the vertical operating position, said second part comprising a housing which comprises a second thermal transfer chamber in contact with the second face of the first thermoelectric module, the second chamber being separated by thermal insulation from the first heat transfer chamber,
  • a third part disposed above the second part when the device is installed in the vertical operating position, said third part comprising a third chamber
  • the second part also includes:
  • a motorized valve configured to regulate the air convection between said second heat transfer chamber and the third chamber
  • a second fan for forcing an air flow between said second chamber and said third chamber, when the valve is open, the valve and the second fan being connected to a control unit which regulates the operation of the valve and of the second fan according to the temperatures measured by the temperature sensors.
  • the third chamber is a third heat transfer chamber
  • the third part further comprises a heat sink disposed above said third heat transfer chamber in the vertical operating position of the device.
  • the device described in the previous paragraph may further comprise one or more additional thermoelectric modules arranged between the third heat transfer chamber and the heat sink, the additional module or modules being configured to charge a (re) loadable source of power supply.
  • the valve comprises a body, a jack, a seat fixed to or incorporated in the housing, and in which the valve body is a cylindrical element configured to be actuated in the vertical direction by the cylinder, when the device is installed in a vertical position, between an open position in which the valve allows the passage of an air flow between the second and third heat transfer chamber, and a closed position in which the body of the valve is in contact with the valve seat, so as to block the passage of an air flow between said second and third heat transfer chambers.
  • valve body can be connected to one of the ends of a piston, the piston being configured to go up or down with respect to an orifice which is incorporated in the housing, the piston comprising at its second end a blocking element configured to limit the path of the valve body in the vertical direction, when the device is installed in the vertical position.
  • the third heat transfer chamber is provided with depressurization vents.
  • an upper part (in the vertical operating position of the device) of the third heat transfer chamber is formed by an element of material of high thermal conductivity, said element having the shape of a cup. which is open downwards, the bottom of the cup forming the ceiling of the third chamber, and in which the thickness of the bottom of the cup is less than the thickness of the side walls of the cup, and in which said bottom is in thermoconductive contact with the dissipator, or - if necessary - with the additional thermoelectric module (s).
  • the third part includes an opening which allows air to enter from the outside of the device into the third chamber
  • the valve comprises a body, a jack, a seat fixed to or incorporated in the housing, and the valve body is an element configured to be actuated by the jack, between an open position and a closed position,
  • the housing includes a lateral channel connected to the outside of the device
  • the valve is configured so that:
  • the second heat transfer chamber is connected to the lateral channel, allowing the passage of an air flow from the second chamber to the lateral channel and from there to the outside of the device,
  • the lateral channel is separated from the third chamber.
  • valve can comprise a rod provided with seals at its two ends, and the rod and the housing can be configured so that:
  • the first seal blocks a first air connection between the side channel and the third chamber
  • the first seal blocks a second air connection between the second heat transfer chamber and the side channel
  • the second seal blocks the first air connection between the side channel and the third chamber
  • the second heat transfer chamber may include a dissipator mounted on the second face of the first thermoelectric module, the second fan being mounted on the dissipator.
  • the second heat transfer chamber may further include a peripheral channel which is connected to the side channel when the valve is open.
  • the first heat transfer chamber comprises a wall of conical shape or curved symmetrically, the top of said surface being oriented upwards (in the vertical operating position of the device), an orifice being provided in the middle of said conical or curved wall, the surface being connected to the side walls of said first chamber so that the conical or curved wall can collect water formed by condensation.
  • the conical or curved wall can be formed from a thermal insulating material.
  • the first part comprises a housing, in which the first thermoelectric module is provided with one or more thermal insulation joints between the housing and the first module.
  • the device may include a cover which surrounds the housing of the second part and which is fixed to the housing of the first part, the cover also comprising in its interior at least a portion of the third chamber.
  • the device according to the invention is provided with means for reversing the polarity of the supply of the first thermoelectric module.
  • Figure 1 shows a device according to a first embodiment of the invention in 3D view.
  • FIG. 2 represents several plan and section views of the device in FIG. 1.
  • FIG 3 shows a view of the components of the housing which are part of the stabilization part of the device according to the first embodiment of the invention.
  • Figure 4 is an illustration of the operation of the valve which is part of the stabilization part of a device according to the first embodiment of the invention.
  • FIG. 5 shows a detail of the device shown in FIGS. 1 to 4.
  • Figures 6a and 6b respectively show a 3D view and a side view of the exterior of the device according to a second embodiment.
  • Figures 7a and 7b show sections along the plane AA shown in Figure 6b, in two different states of the device.
  • Figure 8 shows an exploded view of the stabilizing part of the device according to the second embodiment.
  • Figure 9 shows an exploded view of the motorized valve of the device according to the second embodiment.
  • the device shown in the various figures is a device according to preferred but non-limiting embodiments of the invention, the invention being limited only by the appended claims.
  • the device 1 as shown in Figure 1 is arranged on an enclosure 2 in which the temperature must be maintained.
  • the operation of the device will first be described on the basis of a current situation, according to which the interior of the enclosure 2 is maintained at a temperature below the temperature outside the device.
  • the temperature inside enclosure 2 may have to be maintained at a set point of 5 ° C, regardless of the outside temperature, which can vary between 10 ° and 30 ° over a 24 hour period.
  • the device comprises three parts, arranged successively in the vertical direction, when the device is installed vertically, ie above the refrigerated enclosure 2 as it is the case in Figure 1. It should be noted that the position of operation of the device is not limited to this vertical installation. The device can also be mounted inclined or horizontally on an inclined or vertical wall of an enclosure for example. The detailed description will nevertheless be based on the case of the vertical installation illustrated in FIG. 1.
  • a first part 3 called the thermoelectric part, and which comprises a thermoelectric module 4 as it is known in itself.
  • a thermoelectric module 4 of the CPM-2F type is used, sold by the company CUI Inc.
  • the module 4 When it is supplied by an electric current generated by a battery or by the network, the module 4 generates a temperature differential between the cold face A of the module and the hot face B of the module.
  • a fan 5 will distribute the air cooled by the module 4 in the enclosure 2 through an opening provided in a wall of the enclosure 2.
  • the module 4 is arranged in a housing 6 with thermal insulation seals 7 arranged between the module 4 and the material of the housing 6. Below the thermoelectric module 4, between the cold face A and the fan 5, is located a heat transfer chamber 8.
  • the module 4 and the fan 5 are controlled by a first regulation loop which will activate the module and the fan to reach and maintain a set temperature in the enclosure 2.
  • the module 4 and the fan 5 operate in mode on / off according to a measurement of the temperature of the enclosure 2 by a temperature sensor placed in the enclosure and / or according to a measurement of the face A of the module by a sensor 36 mounted on said face AT.
  • the chamber 8 comprises a wall 9 of conical or symmetrically curved shape (for example parabolic) whose top is oriented upwards, and provided with a central orifice 10.
  • the wall 9 is fixed to the side walls of the chamber 8 so as to be able to capture the condensation formed by the cooling effect, while allowing thermal transfer through the central orifice 10, when the module 4 is activated.
  • the wall 9 is made of a thermally insulating material.
  • said wall 9 and the face A of said module 4 thus form an anteroom which voluntarily limits the heat transfers between the anteroom and the chamber 8 via the orifice 10 whose surface is strictly less than that of face A of module 4. This makes it possible to reduce the influence of temperature variations of enclosure 2 on face A of module 4 and improves the stability of the temperature difference between face A and B of module 4 .
  • Channels can be provided inside the housing 6 to allow the evacuation of the condensation by the force of gravity to a discharge nozzle 1 1.
  • Other non-channels shown are intended to allow air circulation between the cooled enclosure and the heat transfer chamber 8.
  • the channels for condensate discharge as well as the nozzle 1 1 are in fact optional, since the volume of the condensate is normally quite reduced, and the air circulation will wash away the condensate drops which are formed.
  • a discharge space of for example about 0.5mm thick between the outer lateral faces of the thermoelectric module 4 and the walls of the cavity of the housing 6 in which the thermoelectric module is housed and the channel of the nozzle 11 is connected to the evacuation space.
  • the whole of this internal channel is sealed up to the outlet of the nozzle 11 and forms a natural evacuation circuit of the condensation formed on the external lateral faces of the thermoelectric module 4.
  • said evacuation space for example 0.5 mm thick, constitutes natural thermal insulation between the external lateral walls of the thermoelectric module 4 and the walls of the cavity of the housing 6 in which the thermoelectric module is housed. Said thermal insulation is produced by the thermal resistance of the layer of air present in said evacuation space.
  • said evacuation space limits the contact surface between the external lateral walls of the thermoelectric module 4 and the walls of the cavity of the housing 6 to allow a single contact at the sealing points formed by the seals thermal insulation 7.
  • the B of the thermoelectric module 4 must be evacuated to maintain the temperature differential at a stable level of around 30 ° C for example, regardless of the temperature outside the device.
  • this evacuation is actively controlled using the second part of the device, called the stabilization part 15 and situated above the thermoelectric part 3, a thermal insulation joint 16 being disposed between the thermoelectric part 3 and the stabilization part 15.
  • the stabilization part 15 comprises a housing 17 which first comprises a second thermal transfer chamber 18 whose lower face largely corresponds with the hot face B of the thermoelectric module 4.
  • the chamber 18 is thermally insulated from the chamber 8.
  • seals 7 and 16 are preferably also by the air space of for example 0.5 mm described above and by the use of a module 4 as shown in the figures, having a significant thickness between side A and side B.
  • the fact of properly isolating the chambers 8 and 18 from one another will contribute to m important to the stability of DT.
  • the chamber 18 includes a second fan 19 configured to accelerate the convection of hot air upwards.
  • a motorized valve 20 controlled by an electric actuator 21 via a connecting rod 22.
  • the components of the stabilization part 15 are shown in more detail in FIG. 3.
  • the body 25 of the valve is an essentially cylindrical element which is displaceable in the vertical direction by the actuation of the jack 21 which will pull or push the connecting rod.
  • a series of pins 14 is provided for assembling the actuator, the connecting rod and the body 25 of the valve.
  • the seat 26 of the valve is formed by an annular space inside the housing 17. The seat can be machined in the housing or it can consist of a part fixed to the housing.
  • the valve body is provided with openings 24 to allow air circulation between the space 42 above the valve (described later in more detail), and the heat transfer chamber 18 via a central channel 23 provided in the housing 17 above the second fan 19 and via the hole or holes 35 and the connection 30, when the valve is open (see later for more details).
  • the body 25 of the valve is connected to the first end of a piston 27 guided by a cylindrical orifice 28, the piston comprising a blocking element 29 at its second end which limits the movement of the body of the valve 25 in a vertical direction. Element 29 is actually optional. When the control of the action of the jack 21 is sufficiently precise to allow precise positioning of the valve 20, the blocking element 29 can be removed.
  • the two housings 6 and 17 are formed from a material having a low thermal conductivity, and preferably also having a low electrical conductivity. According to a preferred embodiment, these materials are thermoplastics with an amorphous and / or thermosetting structure thanks to their high mechanical strength in the face of concentrated temperatures and on the other hand thanks to their low thermal conductivity compared to thermally conductive materials such as l 'steel.
  • Figure 4 shows the positions 'open valve' and 'closed valve' of the device.
  • the valve 20 When the valve 20 is raised (open position) (FIG. 4a), still in the case where the set temperature is lower than the temperature outside the device, the hot air can move towards the top of the device, by one or more eccentric orifices 35 provided in the housing 17 of the stabilization part 15 and by the connection 30 between the body of the valve 25 and the seat of the valve 26.
  • the closed position of the valve 20 see FIG. 4b
  • the operation of the valve 20, preferably synchronized with the operation of the fan 19 is automatically adjusted on the basis of the direct measurement of the temperature differential by two temperature sensors 36 and 37 arranged respectively on the cold face A and the hot face B of the thermoelectric module 4.
  • the valve 20 is controlled by a second regulation loop, which activates the opening of the valve when the DT measured by the sensors 36 and 37 exceeds a set value, for example 30 ° C.
  • the second regulation loop can be a PI loop or any other loop known in the state of the art (P, I, PID, etc.).
  • the regulation is preferably based on a range of values around the set value or a percentage of the set value.
  • the valve opens and the fan 19 is activated, preferably at a fixed and predefined speed, thus creating a flow of hot air towards the top of the device, through the hole or holes 35 and through the connection 30 between the body of the valve 25 and the seat of the valve 26.
  • Other operating modes could provide for a change in the speed of the fan 19 as a function of the difference between the measured DT and the setpoint for this DT.
  • the valve 20 closes.
  • the dissipation part is located inside a cover 41 which surrounds the housing 17 of the stabilization part 15 and which is fixed to the housing 6 of the thermoelectric part 3 by screws and / or systems clips.
  • the dissipation part 40 comprises a third thermal transfer chamber 42 comprising a lower portion in direct communication with the eccentric orifices 35 and the cylindrical orifice 28 towards the second thermal transfer chamber 18, and an upper portion which forms the internal space of a part 43 called a heat concentrator which has the shape of a cup partially encapsulated by the material of the cover 41.
  • the concentrator 43 is preferably made of a highly thermal conductive material such as copper.
  • the concentrator 43 is open at the bottom and closed at the top. As shown in Figure 5, the ceiling of the third bedroom heat transfer 42 is formed by the bottom 75 of the cup of the concentrator. The thickness of the bottom 75 is less than the thickness of the side walls 76 of the concentrator. This structure results in a functionality of the concentrator which is advantageous in terms of the evacuation of heat from the chamber 42.
  • the heat evacuated from the second chamber 18 when the valve 20 is open, must then be evacuated quickly to the outside to ensure the stability of the DT on the module 4.
  • the concentrator 43 will stimulate this transfer of thermal energy by rapid heating of the bottom 75 of the concentrator.
  • this bottom is in thermoconductive contact with a second thermoelectric module 45.
  • the contact between these components is made even more thermoconductive by the application of a thermal paste between the upper face of the bottom 75 and the lower face of the module 45.
  • the device further comprises a dissipator 46, comprising a base 80 and a row of strips 81 (see FIG. 5).
  • This heatsink structure is known and it is not limiting. Other known heatsink structures can be used.
  • the second module 45 can operate as an electric current generator by exploiting the Seebeck effect, thanks to the gradual increase in temperature in the chamber 42 and thanks to the temperature difference between the underside of the module 45 being in contact with the concentrator 43 and the upper face of said module 45 being in contact with the dissipator 46.
  • the second module 45 is connected for example to a rechargeable battery (not shown) which contributes to the supply the first module 4 and / or other electrical components integrated into the device.
  • a temperature sensor 47 is arranged on the underside of the second module 45.
  • a second temperature sensor (not shown) is housed in the base 80 of the dissipator 46, so as to measure the temperature on the other side of module 45, iede so as to measure the DT on said module 45.
  • a third regulation loop is provided to regulate the operation of module 45: when the DT exceeds a threshold, the module will be connected to a rechargeable battery.
  • the dissipation part 40 does not include the second module 45, but it includes the dissipator 46. In in this case, there is a direct thermoconductive contact between the bottom 75 of the concentrator 43 and the base of the dissipator 46.
  • the device does not include the concentrator 43, but the chamber 42 is completely surrounded laterally by the non-thermally conductive material of the cover 41.
  • the heat transfer in this case is carried out entirely by air convection in the chamber 42 and by thermal conduction in the base 80 and the strips 81 (or equivalent) of the dissipator 46. It is clear that the evacuation of heat in this case will be less effective, but this defect could be compensated for by a suitable dimensioning of chamber 42 and / or of dissipator 46.
  • the device is preferably provided with a number of vents 44 in the second heat transfer chamber 42. These are openings to the outside of the device, of reduced section which are provided in the side wall of the concentrator 43 in the embodiment shown in the figures.
  • the presence of the vents 44 performs a depressurization of the chamber 42 when the pressure in this chamber reaches an excessive level, so as to maintain the pressure in this chamber at an acceptable level.
  • pressure sensors are also provided: a first sensor can be mounted at the sensor 47 (or this sensor can be a temperature and pressure sensor).
  • a second pressure sensor can be mounted between the fins of the dissipator 46.
  • the device is provided with channels and / or openings for the passage of electrical cables 50 necessary to supply the various components of the device 1.
  • the device 1 is also provided with a control unit, or alternatively, the device is connected to a control unit which is located outside the device, the unit being configured to acquire signals representing temperatures and - if applicable - pressures measured by the various sensors.
  • the control unit also makes it possible to generate control signals according to the measured values.
  • the different regulatory loops described above are therefore implemented through this control unit.
  • the precise implementation in terms of electrical and electronic components of the control unit is not described in detail here since this realization falls within the skills of the skilled person in the field of air conditioning.
  • said control unit is provided with radio frequency type communication means (example: RFID), for example for the identification and access management of biological samples stored in the pregnant 2.
  • RFID radio frequency type communication means
  • Said control unit can also be provided with a telecommunication module, preferably wireless (example: 3G / 4G / 5G) to allow the connection and transmission of information relating to the regulation of temperatures, to the states of operation of the device 1 and of said control unit, to at least one user interface and to at least one data computer server via a cloud computing system.
  • a telecommunication module preferably wireless (example: 3G / 4G / 5G) to allow the connection and transmission of information relating to the regulation of temperatures, to the states of operation of the device 1 and of said control unit, to at least one user interface and to at least one data computer server via a cloud computing system.
  • thermoelectric module 45 instead of providing a single thermoelectric module 45 in the dissipation part 40 of the device, several modules 45 can be provided, for example positioned in a single plane.
  • a concentrator 43 can be envisaged with the bottom 75 projecting from the periphery of the side walls 76. The bottom thus becomes a platform on which several (rows of) modules 45 are mounted.
  • the multiplication of modules 45 increases the capacity of the device to recover thermal energy in the form of electric current.
  • FIG. 6 A second embodiment of a device according to the invention is shown in Figures 6 to 9.
  • the operation of the device is again described for the use case where the device cools an enclosure on which it is mounted in vertical position. Again, it should be noted that other orientations of the device are possible and that the invention is not limited to vertical installation.
  • the thermoelectric module 4 having a cold face A and a hot face B.
  • the first part 3 part thermoelectric
  • the stabilization part 15 is again arranged above the first part 3.
  • This stabilization part 15 comprises the housing 17, the second heat transfer chamber 18, isolated from the first chamber 8 by seals 16 and the central channel 23 above the second fan 19, as well as the valve motorized 20.
  • Figures 7a and 7c respectively represent the states 'valve open' and 'valve closed'.
  • a lamellar dissipator 51 is mounted in the second chamber 18.
  • the dissipator 51 is in thermal contact with the hot face B of the module 4.
  • the second fan 19 is mounted on the dissipator 51.
  • the chamber 18 further comprises a peripheral channel 52 disposed around the fan 19.
  • the peripheral channel 52 is connectable to a lateral channel 53 (described in more detail later) provided in the housing 17, and connected by a nozzle 54 outside the device.
  • the third part 40 of the device comprises the third chamber 42.
  • the part 40 is produced by a cover 41 which surrounds the housing 17 of the stabilization part 15 and which is fixed on the housing 6 of the thermoelectric part 3 by screws and / or clip systems.
  • the device shown in Figures 6 and 7 does not include a heat sink above the third chamber 42, nor a thermoelectric module to recover energy.
  • An opening 55 which allows the entry of air from the outside into the device is provided above the third chamber 42.
  • This chamber 42 is in this case rather an air collection chamber than a transfer chamber thermal.
  • the heat transfer takes place entirely in the chambers 8 and 18, and the evacuation of the heat is separated from the third part 40.
  • the motorized valve 20 is designed in a slightly different manner compared to the first form d 'execution.
  • An exploded view of the stabilization part 15 according to this second form is shown in FIG. 8, and an exploded view of the valve itself is shown in FIG. 9.
  • the valve 20 always comprises a body 25 provided with openings 24 to allow the circulation of air actuated by the second fan 19.
  • the movement of the body 25 of the valve is actuated as in the other embodiment, by a jack 21 and a connecting rod 22.
  • a jack 21 and a connecting rod 22 we also see the seat 26 of the valve, and the portion 27 which moves like a piston in the cylindrical hole 28 provided in the housing 17.
  • the piston 27 is not provided with a blocking element, the positioning of the valve being adjusted entirely by the jack 21.
  • a seal 65 will block the air flow from the third chamber 42 to the second chamber 18 when the valve is closed (fig. 7b).
  • the valve body 25 further comprises an eccentric part which supports a rod 56 integrated in the valve body.
  • the rod 56 is fixed to the body 25 of the valve by a screw connection 57.
  • the rod 56 is provided with seals 58 and 59 at its two ends.
  • the first seal 58 attached to the lower end of the rod is a double action seal.
  • the upper face of the seal 58 is configured to block the connection 60 between the lateral channel 53 and the third chamber 42, when the valve 20 is open (fig. 7a).
  • the underside of the second seal 59 will block this same connection 60, while the underside of the seal 58 blocks the connection 61 between the chamber 18 and the lateral channel 53.
  • the housing 6 is provided with a peripheral channel 62 connected to the first chamber 8, which allows the circulation of air actuated by the first fan 5.
  • the air is circulated in the direction indicated by the arrows, but the opposite direction is also possible.
  • the wall 9 is still present, but this wall is now integral with the housing 6, and the orifice 10 is wider. In this embodiment, the wall 9 does not have the function of creating an anteroom.
  • the electric cables 63 for supplying the module 4, the fans 5 and 19 and the temperature sensors 36 and 37 are guided in openings 64 integrated in the housing 6 and in the cover 41.
  • the temperature regulation in an enclosure by the device is carried out in the same way as for the first embodiment, by a control unit which can be integrated into the device.
  • the control unit 64 is visible in FIG. 6a.
  • cooling mode the cold air created in contact with the face A of the thermoelectric module 4 is transported into the enclosure by the fan 5. Meanwhile the temperature of the hot face B increases, as well as the temperature in the chamber 18 which is then separated from the chamber 42 and the lateral channel 53 by the closed valve 20 (FIG. 7b).
  • the valve 20 opens and the second fan 19 is activated.
  • the opening of the valve means that the valve instantly passes to the state shown in FIG.
  • the device of Figures 6 to 9 can also operate without the presence of a sink 51, although the transfer of heat is less efficient.
  • the rod 56 is only an example of a mechanism which performs the function of configuring the valve such as:
  • the second heat transfer chamber 18 is connected to the lateral channel 53, allowing an air flow from the second chamber 18 to the lateral channel 53 and from there towards the outside of the device,
  • the lateral channel 53 is separated from the third chamber 42.
  • the device of the invention does not only work in the refrigeration regime but it can also heat the enclosure 2 to maintain the set temperature in the enclosure when the outside temperature drops below a certain level. level.
  • the device is configured to reverse the polarity of the power supply of module 4, when necessary. For example, we can have a scenario in which the outside temperature gradually drops from a level of 35 ° C to a level of -10 ° C in 2 or 3 hours while the temperature in enclosure 2 must be maintained at + 5 ° C.
  • the temperature in the chamber 18 will be maintained at approximately 35 ° C, to ensure a DT of approximately 30 ° C on the module 4.
  • this maintenance at 35 ° C in the chamber 18 will be provided by regulation of the valve 20 and of the fan 19 as described above.
  • the temperature outside the device has become so low that the temperature in the chamber 18 begins to decrease, with the result that the temperature in the enclosure 2 drops below the set value.
  • this temperature (detected for example via sensor 36) drops below a predefined value (eg below a range around the set value)
  • the polarity of module 4 will be reversed and module 4 will start to heat the enclosure.
  • a DT on module 4 can again be maintained in the heating mode, by the action of valve 20.
  • U use of a device according to the invention extends to all technical fields which require the air conditioning of an enclosure 2.
  • the device can be used in a box for storing biological samples in which a user deposits the samples, which are then collected from the box at a later time.
  • the device makes it possible to cool an enclosure inside the box in which the samples are stored and to maintain the samples at a set temperature.
  • the device can also be used in more general air conditioning applications, for example as an alternative to a compressor in a conventional refrigerator.

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Abstract

L'invention concerne un dispositif (1) apte à être mis en communication avec une enceinte (2), le dispositif comprenant une première partie (3) qui inclut un module thermoélectrique (4), le module étant configuré pour maintenir la température à l'intérieur de l'enceinte (2) à une valeur de consigne, et dans lequel le dispositif comprend une partie de stabilisation au-dessus du module thermoélectrique (4) comprenant une valve motorisée (20) qui opère en fonction du différentiel de température créé par le module thermoélectrique (4) et en fonction de la température à l'extérieur du dispositif de manière à maintenir un différentiel de température stable, indépendamment de ladite température à l'extérieur du dispositif. Une troisième partie du dispositif disposée au-dessus de la partie de stabilisation peut comprendre un dissipateur de chaleur (46) et un ou plusieurs modules thermoélectriques additionnels (45) configurés pour récupérer une partie de l'énergie thermique évacuée de l'enceinte (2) dans le cas où l'enceinte est réfrigérée par rapport à une température plus élevée.

Description

DISPOSITIF POUR LA REGULATION DE LA TEMPERATURE DANS
UNE ENCEINTE
Domaine technique
[0001] La présente invention se rapporte au domaine de la régulation de température par l’utilisation d’au moins un module thermoélectrique.
État de la technique
[0002] Les modules thermoélectriques sont bien connus de l’état de la technique. Ces modules exploitent l’effet Peltier ou son effet inverse, l’effet Seebeck. En ce qui concerne l’effet Peltier, un flux thermique est généré entre deux jonctions de conducteurs électriques de matériaux différents lorsqu’un courant électrique traverse les jonctions. Inversement et en ce qui concerne l’effet Seebeck, quand les deux jonctions sont soumises à une différence de température, un courant est généré. Dans la pratique, les modules thermoélectriques utilisés dans la plupart des applications comprennent une série de jonctions entre matériaux semi-conducteurs de type p et n, disposés entre deux surfaces parallèles, de manière à créer une surface froide et une surface chaude quand le module est parcouru par un courant électrique. De même, quand un module est soumis à une différence de température extérieure, il va fonctionner comme générateur de courant électrique.
[0003] L’ efficacité d’un module thermoélectrique dépend largement de la différence DT entre les températures des deux surfaces du module, nommé par la suite le différentiel de température du module. Les modules sont principalement exploités dans des applications pour lesquelles la température doit être régulée de manière particulièrement précise et fiable, comme par exemple pour les containers utilisés pour le transport d'organes à transplanter, ou pour des applications dans lesquelles les vibrations générées par les systèmes classiques de réfrigération constituent un inconvénient majeur qui doit être éliminé. Toutefois, toutes ces applications sont limitées à des environnements intérieurs, par exemple un bâtiment hospitalier ou un véhicule de transport, où la température de l’environnement n’influence pas substantiellement le différentiel de température.
[0004] Dans un environnement à température non-contrôlée, l’utilisation de tels modules thermoélectriques est plus difficile, des variations de la température de l’environnement risquant de déstabiliser le différentiel de température entre les deux faces de transfert de flux thermique d’un module thermoélectrique. Dans plusieurs cas, l’influence dans le temps de la température de l’environnement sur le différentiel de température ne peut être éliminée par des moyens d’isolation simples et/ou par la simple régulation de la quantité de courant injectée dans un tel module thermoélectrique, ce qui rend la solution thermoélectrique inapplicable dans un grand nombre de domaines. Citons par exemple la conservation temporaire d’échantillons biologiques, tels que des prises de sang, dans des boîtes de dépôt installées à plusieurs endroits, souvent à des endroits susceptibles d’être soumis à des variations de température importantes au cours du temps.
Résumé de l’invention
[0005] La présente invention vise à proposer un dispositif de contrôle de la température par l’exploitation des effets thermoélectriques connus, mais qui ne souffre pas des inconvénients décrits ci-dessus. Les caractéristiques de base d’un tel dispositif sont décrites dans les revendications annexées.
[0006] L’ invention concerne un dispositif apte à être mis en communication avec une enceinte, le dispositif comprenant une première partie qui inclut un module thermoélectrique, le module étant configuré pour maintenir la température à l’intérieur de l’enceinte à une valeur de consigne, et dans lequel le dispositif comprend une partie de stabilisation au-dessus du module thermoélectrique comprenant une valve motorisée qui opère en fonction du différentiel de température créé par le module thermoélectrique et en fonction de la température à l’extérieur du dispositif, de manière à maintenir un différentiel de température stable, indépendamment de ladite température extérieure. Une troisième partie du dispositif disposée au-dessus de la partie de stabilisation peut comprendre un dissipateur de chaleur et un deuxième module thermoélectrique configuré pour récupérer une partie de l’énergie thermique évacuée de l’enceinte dans le cas où l’enceinte est réfrigérée par rapport à une température plus élevée. Selon une autre forme d’exécution, la troisième partie comprend une chambre de collecte d’air et le dispositif est pourvu d’un canal latéral qui permet le passage d’un flux d’air direct entre la deuxième chambre et l’extérieur du dispositif.
[0007] En particulier, l’invention est relative à un dispositif pour la régulation de la température dans une enceinte essentiellement fermée, ledit dispositif comprenant trois parties :
une première partie apte à être mise en communication avec l’enceinte, la première partie comprenant :
- un premier module thermoélectrique ayant une première face et une deuxième face, le premier module étant configuré pour être alimenté par une source d’alimentation électrique qui fait partie du dispositif ou qui est à l’extérieure du dispositif,
- une première chambre de transfert thermique en contact avec ladite première face,
- un ventilateur pour distribuer de l’air climatisé par la première face dudit premier module dans l’enceinte,
- des capteurs de température disposés sur les deux faces dudit premier module,
une deuxième partie disposée au-dessus de la première partie quand le dispositif est installé en position de fonctionnement verticale, ladite deuxième partie comprenant un boîtier qui comporte une deuxième chambre de transfert thermique en contact avec la deuxième face du premier module thermoélectrique, la deuxième chambre étant séparée par une isolation thermique de la première chambre de transfert thermique,
une troisième partie disposée au-dessus de la deuxième partie quand le dispositif est installé en position de fonctionnement verticale, ladite troisième partie comprenant une troisième chambre,
et dans laquelle :
• la deuxième partie comprend en outre :
- une valve motorisée configurée pour régler la convection d’air entre ladite deuxième chambre de transfert thermique et la troisième chambre,
- un deuxième ventilateur pour forcer un flux d’air entre ladite deuxième chambre et ladite troisième chambre, quand la valve est ouverte, la valve et le deuxième ventilateur étant connectés à une unité de contrôle qui régule le fonctionnement de la valve et du deuxième ventilateur en fonction des températures mesurées par les capteurs de température.
[0008] Selon une forme d’exécution, la troisième chambre est une troisième chambre de transfert thermique, et la troisième partie comprend en outre un dissipateur thermique disposé au-dessus de ladite troisième chambre de transfert thermique en position de fonctionnement verticale du dispositif.
[0009] Le dispositif décrit dans le paragraphe précédent peut comprendre en outre un ou plusieurs modules thermoélectriques additionnels agencés entre la troisième chambre de transfert thermique et le dissipateur thermique, le ou les modules additionnels étant configurés pour charger une source (re)chargeable d’alimentation électrique.
[0010] Selon une forme d’exécution, la valve comprend un corps, un vérin, un siège fixé à ou incorporé dans le boîtier, et dans lequel le corps de la valve est un élément cylindrique configuré pour être actionné en direction verticale par le vérin, quand le dispositif est installé en position verticale, entre une position ouverte dans laquelle la valve permet le passage d’un flux d’air entre la deuxième et la troisième chambre de transfert thermique, et une position fermée dans laquelle le corps de la valve est en contact avec le siège de la valve, de manière à obturer le passage d’un flux d’air entre lesdites deuxième et troisième chambres de transfert thermique.
[0011] Dans cette dernière forme d’exécution, le corps de la valve peut être relié à l’une des extrémités d’un piston, le piston étant configuré pour monter ou descendre par rapport à un orifice qui est incorporé dans le boîtier, le piston comprenant à sa deuxième extrémité un élément de blocage configuré pour limiter le trajet du corps de la valve en direction verticale, quand le dispositif est installé en position verticale.
[0012] Selon une forme d’exécution, la troisième chambre de transfert thermique est pourvue d’évents de dépressurisation.
[0013] Selon une forme d’exécution, une partie supérieure (en position de fonctionnement verticale du dispositif) de la troisième chambre de transfert thermique est formée par un élément en matériau de haute conductivité thermique, ledit élément ayant la forme d’une coupelle qui est ouverte vers la bas, le fond de la coupelle formant le plafond de la troisième chambre, et dans laquelle l’épaisseur du fond de la coupelle est moindre que l’épaisseur des parois latérales de la coupelle, et dans laquelle ledit fond est en contact thermoconducteur avec le dissipateur, ou - le cas échéant - avec le ou les modules thermoélectriques additionnels.
[0014] Selon une autre forme d’exécution :
- la troisième partie comprend une ouverture qui permet l’entrée d’air de l’extérieur du dispositif dans la troisième chambre,
- la valve comprend un corps, un vérin, un siège fixé à ou incorporé dans le boîtier, et le corps de la valve est un élément configuré pour être actionné par le vérin, entre une position ouverte et une position fermée,
- le boîtier comprend un canal latéral connecté à l’extérieur du dispositif,
- la valve est configurée de telle sorte que :
o quand la valve est ouverte, la deuxième chambre de transfert thermique est connectée au canal latéral, permettant le passage d’un flux d’air de la deuxième chambre vers le canal latéral et de là vers l’extérieur du dispositif,
o quand la valve est fermée, la connexion entre la deuxième chambre et le canal latéral est bloquée,
o indépendamment de l’état ouvert ou fermé de la valve, le canal latéral est séparé de la troisième chambre.
[0015] Dans la forme d’exécution du paragraphe précédent, la valve peut comprendre une tige pourvue de joints à ses deux extrémités, et la tige et le boîtier peuvent être configurés de telle sorte que :
- quand la valve est ouverte, le premier joint bloque une première connexion d’air entre le canal latéral et la troisième chambre,
- quand la valve est fermée, le premier joint bloque une deuxième connexion d’air entre la deuxième chambre de transfert thermique et le canal latéral, et le deuxième joint bloque la première connexion d’air entre le canal latéral et la troisième chambre.
[0016] Dans le dispositif selon les deux paragraphes précédents, la deuxième chambre de transfert thermique peut comprendre un dissipateur monté sur la deuxième face du premier module thermoélectrique, le deuxième ventilateur étant monté sur le dissipateur. La deuxième chambre de transfert thermique peut comprendre en outre un canal périphérique qui est connecté au canal latéral quand la valve est ouverte. [0017] Selon une forme d’exécution, la première chambre de transfert thermique comprend une paroi de forme conique ou courbée de manière symétrique, le sommet de ladite surface étant orienté vers le haut (en position de fonctionnement verticale du dispositif), un orifice étant prévu au milieu de ladite paroi conique ou courbée, la surface étant reliée aux parois latérales de ladite première chambre de manière à ce que la paroi conique ou courbée puisse recueillir de l’eau formée par condensation.
[0018] La paroi conique ou courbée peut être formée en un matériau isolant thermique.
[0019] Selon une forme d’exécution, la première partie comprend un boîtier, dans lequel le premier module thermoélectrique est pourvu d’un ou de plusieurs joints d’isolation thermique entre le boîtier et le premier module.
[0020] Le dispositif peut comprendre un capot qui entoure le boîtier de la deuxième partie et qui est fixé au boîtier de la première partie, le capot comprenant également dans son intérieur au moins une portion de la troisième chambre.
[0021] Selon une forme d’exécution, le dispositif selon l’invention est pourvu de moyens pour renverser la polarité de l’alimentation du premier module thermoélectrique. Brève description des figures
[0022] La figure 1 représente un dispositif selon une première forme d’exécution de l’invention en vue 3D.
[0023] La figure 2 représente plusieurs vues en plan et en coupe du dispositif de la figure 1.
[0024] La figure 3 représente une vue des composants du boîtier qui font partie de la partie de stabilisation du dispositif selon la première forme d’exécution de l’invention.
[0025] La figure 4 est une illustration du fonctionnement de la valve qui fait partie de la partie de stabilisation d’un dispositif selon la première forme d’exécution de l’invention.
[0026] La figure 5 représente un détail du dispositif représenté aux figures 1 à 4.
[0027] Les figures 6a et 6b représentent respectivement une vue en 3D et une vue de côté de l’extérieur du dispositif selon une deuxième forme d’exécution. [0028] Les figures 7a et 7b représentent des coupes selon le plan A-A indiqué à la figure 6b, en deux états différents du dispositif.
[0029] La figure 8 représente une vue éclatée de la partie de stabilisation du dispositif selon la deuxième forme d’exécution.
[0030] La figure 9 représente une vue éclatée de la valve motorisée du dispositif selon la deuxième forme d’exécution.
Description détaillée d’une forme d’exécution de l’invention
[0031] Le dispositif représenté aux diverses figures est un dispositif selon des formes d’exécution préférées mais non-limitatives de l’invention, l’invention n’étant limitée que par les revendications annexées. Le dispositif 1 tel que représenté à la figure 1 est disposé sur une enceinte 2 dans laquelle la température doit être maintenue. Le fonctionnement du dispositif sera d’abord décrit sur base d’une situation courante, selon laquelle l’intérieur de l’enceinte 2 est maintenu à une température inférieure à la température à l’extérieur du dispositif. Par exemple, dans une boîte de conservation temporaire d’échantillons biologiques, il se peut que la température à l’intérieur de l’enceinte 2 doive être maintenue à une valeur de consigne de 5°C, indépendamment de la température extérieure, qui peut varier entre 10° et 30° sur une période de 24 heures.
[0032] Le dispositif comprend trois parties, disposées successivement selon la direction verticale, quand le dispositif est installé verticalement, càd au-dessus de l’enceinte réfrigérée 2 comme il est le cas à la figure 1. Il est à noter que la position de fonctionnement du dispositif n’est pas limitée à cette installation verticale. Le dispositif peut également être monté de manière incliné ou horizontalement sur une paroi inclinée ou vertical d’une enceinte par exemple. La description détaillée sera néanmoins basée sur le cas de l’installation verticale illustrée à la figure 1. En bas du dispositif se trouve une première partie 3, nommée la partie thermoélectrique, et qui comprend un module thermoélectrique 4 tel qu’il est connu en soi. Dans la forme préférée du dispositif représentée dans les figures, on utilise un module thermoélectrique 4 du type CPM-2F, commercialisé par la société CUI Inc. Quand il est alimenté par un courant électrique généré par une batterie ou par le réseau, le module 4 génère un différentiel de température entre la face froide A du module et la face chaude B du module. Un ventilateur 5 va distribuer l’air réfrigéré par le module 4 dans l’enceinte 2 par une ouverture prévue dans une paroi de l’enceinte 2. Le module 4 est agencé dans un boîtier 6 avec des joints d’isolation thermique 7 disposés entre le module 4 et le matériau du boîtier 6. En dessous du module thermoélectrique 4, entre la face froide A et le ventilateur 5, se trouve une chambre de transfert thermique 8.
[0033] Le module 4 et le ventilateur 5 sont commandés par une première boucle de régulation qui va activer le module et le ventilateur pour atteindre et maintenir une température de consigne dans l’enceinte 2. Le module 4 et le ventilateur 5 fonctionnent en mode on/off en fonction d’une mesure de la température de l’enceinte 2 par un capteur de température placé dans l’enceinte et/ou en fonction d’une mesure de la face A du module par un capteur 36 monté sur ladite face A.
[0034] Selon la forme d’exécution préférée, la chambre 8 comprend une paroi 9 de forme conique ou courbée de manière symétrique (par exemple parabolique) dont le sommet est orienté vers le haut, et pourvue d’un orifice central 10. La paroi 9 est fixée aux parois latérales de la chambre 8 de manière à pouvoir capturer la condensation formée par l’effet de réfrigération, tout en permettant un transfert thermique à travers l’orifice central 10, quand le module 4 est activé.
[0035] Selon une forme d’exécution préférée, la paroi 9 est fabriquée en un matériau isolant au niveau thermique. Quand le module 4 n’est pas activé, ladite paroi 9 et la face A dudit module 4 forme ainsi une antichambre qui limite volontairement les transferts thermiques entre l’antichambre et la chambre 8 via l’orifice 10 dont la surface est strictement inférieure à celle de la face A du module 4. Cela permet de diminuer l’influence des variations de température de l’enceinte 2 sur la face A du module 4 et améliore la stabilité de la différence de température entre la face A et B du module 4.
[0036] Des canaux (non-visibles aux figures) peuvent être prévus à l’intérieure du boîtier 6 pour permettre l’évacuation de la condensation par la force de gravité vers une buse d’évacuation 1 1. D’autres canaux non-représentés sont prévus pour permettre la circulation d’air entre l’enceinte refroidie et la chambre de transfert thermique 8. Les canaux pour l’évacuation de condensât ainsi que la buse 1 1 sont en fait optionnels, puisque le volume du condensât est normalement assez réduit, et la circulation d’air va emporter les gouttes de condensât qui sont formées.
[0037] Selon une forme d’exécution préférée, il y a un espace d’évacuation de par exemple environ 0,5mm d’épaisseur entre les faces latérales extérieures du module thermoélectrique 4 et les parois de la cavité du boitier 6 dans laquelle le module thermoélectrique se loge et le canal de la buse 11 est connecté à l’espace d’évacuation. L’ensemble de ce canal interne est étanche jusqu’à la sortie de la buse 1 1 et forme un circuit d’évacuation naturel de la condensation formée sur les faces latérales extérieures du module thermoélectrique 4. Selon la même forme d’exécution, ledit espace d’évacuation de par exemple 0.5mm d’épaisseur constitue une isolation thermique naturelle entre les parois latérales extérieures du module thermoélectrique 4 et les parois de la cavité du boitier 6 dans laquelle le module thermoélectrique se loge. Ladite isolation thermique est réalisée par la résistance thermique de la couche d’air présente dans ledit espace d’évacuation. Selon la même forme d’exécution, ledit espace d’évacuation limite la surface de contact entre les parois latérales extérieures du module thermoélectrique 4 et les parois de la cavité du boitier 6 pour permettre un contact unique aux points d’étanchéité formés par les joints d’isolation thermique 7.
[0038] L’énergie thermique transférée de la face froide A vers la face chaude
B du module thermoélectrique 4 doit être évacuée pour maintenir le différentiel de température à un niveau stable d’environ 30°C par exemple, indépendamment de la température à l’extérieur du dispositif. Dans le dispositif de l’invention, cette évacuation est contrôlée activement à l’aide de la deuxième partie du dispositif, nommée partie de stabilisation 15 et située au-dessus de la partie thermoélectrique 3, un joint d’isolation thermique 16 étant disposé entre la partie thermoélectrique 3 et la partie de stabilisation 15. La partie de stabilisation 15 comprend un boîtier 17 qui comprend d’abord une deuxième chambre de transfert thermique 18 dont la face inférieure correspond largement avec la face chaude B du module thermoélectrique 4. La chambre 18 est isolée de manière thermique de la chambre 8. Cette caractéristique est réalisée par les joints 7 et 16, et de préférence également par l’espace d’air de par exemple 0.5mm décrit ci-dessus et par l’utilisation d’un module 4 tel que montré aux figures, ayant une épaisseur importante entre la face A et la face B. Le fait de bien isoler les chambres 8 et 18 l’une de l’autre va contribuer de manière importante à la stabilité du DT.
[0039] La chambre 18 comprend un deuxième ventilateur 19 configuré pour accélérer la convection d’air chaud vers le haut. Au-dessus de la deuxième chambre de transfert thermique 18 est disposée une valve motorisée 20, commandée par un vérin électrique 21 via une bielle 22. Les composants de la partie de stabilisation 15 sont représentés de manière plus détaillée à la figure 3. Le corps 25 de la valve est un élément essentiellement cylindrique qui est déplaçable en direction verticale par l’actionnement du vérin 21 qui va tirer ou pousser la bielle. Une série de goupilles 14 est prévue pour réaliser l’assemblage du vérin, de la bielle et du corps 25 de la valve. Le siège 26 de la valve est formé par une espace annulaire à l’intérieur du boîtier 17. Le siège peut être usiné dans le boîtier ou il peut être constitué d’une pièce fixée sur le boîtier. Le corps de la valve est pourvu d’ouvertures 24 pour permettre une circulation d’air entre l’espace 42 au-dessus de la valve (décrit ultérieurement en plus de détail), et la chambre de transfert thermique 18 via un canal central 23 prévu dans le boîtier 17 au-dessus du deuxième ventilateur 19 et via le ou les trous 35 et la connexion 30, quand la valve est ouverte (voir ultérieurement pour plus de détails). Le corps 25 de la valve est connecté à la première extrémité d’un piston 27 guidé par un orifice cylindrique 28, le piston comprenant un élément de blocage 29 à sa deuxième extrémité qui limite le mouvement du corps de la valve 25 en direction verticale. L’élément 29 est en fait optionnel. Quand le contrôle de l’action du vérin 21 est suffisamment précis pour permettre un positionnement précis de la valve 20, l’élément de blocage 29 peut être enlevé. Les deux boîtiers 6 et 17 sont formés d’un matériau ayant une faible conductivité thermique, et de préférence ayant également une faible conductivité électrique. Selon une forme d’exécution préférée, ces matériaux sont des thermoplastiques à structure amorphe et/ou thermodurcissable grâce à leur forte tenue mécanique face à des températures concentrées et d’autre part grâce à leur faible conductivité thermique par rapport aux matériaux thermiquement conducteurs comme l’acier.
[0040] La figure 4 représente les positions‘valve ouverte’ et‘valve fermée’ du dispositif. Quand la valve 20 est levée (position ouverte) (figure 4a), toujours dans le cas où la température de consigne est inférieure à la température à l’extérieur du dispositif, l’air chaud peut se déplacer vers le haut du dispositif, par un ou plusieurs orifices excentrés 35 prévus dans le boîtier 17 de la partie de stabilisation 15 et par la connexion 30 entre le corps de la valve 25 et le siège de la valve 26. En position fermée de la valve 20 (voir figure 4b), la voie de convection d’air est bloquée. Le fonctionnement de la valve 20, de préférence synchronisé avec le fonctionnement du ventilateur 19 est réglé automatiquement sur base de la mesure directe du différentiel de température par deux capteurs de température 36 et 37 disposés respectivement sur la face froide A et la face chaude B du module thermoélectrique 4.
[0041] La valve 20 est commandée par une deuxième boucle de régulation, qui actionne l’ouverture de la valve quand le DT mesuré par les capteurs 36 et 37 dépasse une valeur de consigne, par exemple 30°C. La deuxième boucle de régulation peut être une boucle PI ou toute autre boucle connue dans l’état de la technique (P, I, PID,..). La régulation est de préférence basée sur une plage de valeurs autour de la valeur de consigne ou un pourcentage de la valeur de consigne. En début de fonctionnement du dispositif, la valve 20 est fermée. Le module 4 et le ventilateur 5 sont activés, ce qui mène à la baisse en température de la face froide A et une augmentation en température de la face chaude B. Quand la face chaude B du module dépasse une valeur ou une plage de valeurs relative à la face froide A, définie telle que ce dépassement mène à une situation de différentiel DT excessif, la valve s’ouvre et le ventilateur 19 est activé, de préférence à une vitesse fixe et prédéfinie, créant ainsi un flux d’air chaud vers le haut du dispositif, par le ou les trous 35 et par la connexion 30 entre le corps de la valve 25 et le siège de la valve 26. D’autres modes de fonctionnement pourraient prévoir un changement de la vitesse du ventilateur 19 en fonction de la différence entre le DT mesuré et la valeur de consigne pour ce DT. Quand le DT entre dans une plage de valeurs acceptables, la valve 20 se referme.
[0042] Au-dessus de la partie de stabilisation 15 se trouve enfin une troisième partie 40, nommée partie de dissipation du dispositif. De préférence, la partie de dissipation est située à l’intérieur d’un capot 41 qui entoure le boîtier 17 de la partie de stabilisation 15 et qui est fixé sur le boîtier 6 de la partie thermoélectrique 3 par des vis et/ou des systèmes de clips. La partie de dissipation 40 comprend une troisième chambre de transfert thermique 42 comprenant une portion inférieure en communication directe avec les orifices excentrés 35 et l’orifice cylindrique 28 vers la deuxième chambre de transfert thermique 18, et une portion supérieure qui forme l’espace interne d’une pièce 43 nommée concentrateur de chaleur qui a la forme d’une coupelle partiellement encapsulée par le matériau du capot 41. Le concentrateur 43 est de préférence réalisé en matériau hautement conducteur thermique tel que du cuivre. Le concentrateur 43 est ouvert vers le bas et fermé vers le haut. Comme visible à la figure 5, le plafond de la troisième chambre de transfert thermique 42 est formé par le fond 75 de la coupelle du concentrateur. L’épaisseur du fond 75 est moindre que l’épaisseur des parois latérales 76 du concentrateur. Cette structure résulte en une fonctionnalité du concentrateur qui est avantageuse au niveau de l’évacuation de chaleur de la chambre 42. La chaleur évacuée de la deuxième chambre 18 quand la valve 20 est ouverte, doit ensuite être évacuée rapidement vers l’extérieur pour assurer la stabilité du DT sur le module 4. Le concentrateur 43 va stimuler ce transfert d’énergie thermique par un réchauffement rapide du fond 75 du concentrateur. De plus, ce fond est en contact thermoconducteur avec un deuxième module thermoélectrique 45. De préférence, le contact entre ces composants est rendu encore plus thermoconducteur par l’application d’une pâte thermique entre la face supérieure du fond 75 et la face inférieure du module 45. Au-dessus du module 45 et en contact thermique avec ce dernier, le dispositif comprend en outre un dissipateur 46, comprenant une base 80 et une rangée de lamelles 81 (voir figure 5). Cette structure de dissipateur est connue et elle n’est pas limitative. D’autres structures de dissipateur connues peuvent être utilisées.
[0043] Le deuxième module 45 pourra opérer comme générateur de courant électrique par l’exploitation de l’effet Seebeck, grâce à l’augmentation progressive de la température dans la chambre 42 et grâce à la différence de température entre la face inférieure du module 45 étant en contact avec le concentrateur 43 et la face supérieure dudit module 45 étant en contact avec le dissipateur 46. Dans ce but, le deuxième module 45 est connecté par exemple à une batterie rechargeable (non- représentée) qui contribue à l’alimentation du premier module 4 et/ou d’autres composants électriques intégrés dans le dispositif.
[0044] Un capteur de température 47 est agencé sur la face inférieure du deuxième module 45. Un deuxième capteur de température (non-représenté) est logé dans la base 80 du dissipateur 46, de manière à mesurer la température de l’autre côté du module 45, i.e.de manière à mesurer le DT sur ledit module 45. Une troisième boucle de régulation est prévue pour réguler le fonctionnement du module 45 : quand le DT dépasse un seuil, le module sera connecté à une batterie rechargeable.
[0045] Selon une autre forme d’exécution, la partie de dissipation 40 ne comprend pas le deuxième module 45, mais elle comprend le dissipateur 46. Dans ce cas, il y a un contact thermoconducteur direct entre le fond 75 du concentrateur 43 et la base du dissipateur 46.
[0046] Selon une autre forme, le dispositif ne comprend pas le concentrateur 43, mais la chambre 42 est entièrement entourée latéralement par le matériau non- thermoconducteur du capot 41. Le transfert de chaleur dans ce cas est effectué entièrement par convection d’air dans la chambre 42 et par conduction thermique dans la base 80 et les lamelles 81 (ou équivalents) du dissipateur 46. Il est clair que l’évacuation de chaleur dans ce cas sera moins efficace, mais ce défaut pourrait être compensé par un dimensionnement adapté de la chambre 42 et/ou du dissipateur 46.
[0047] Le dispositif est de préférence pourvu d’un nombre d’évents 44 dans la deuxième chambre de transfert thermique 42. Il s’agit d’ouvertures vers l’extérieur du dispositif, à section réduite qui sont prévues dans la paroi latérale du concentrateur 43 dans la forme d’exécution montrée aux figures. La présence des évents 44 effectue une dépressurisation de la chambre 42 quand la pression dans cette chambre atteint un niveau excessif, de manière à maintenir la pression dans cette chambre à un niveau acceptable. De préférence, des capteurs de pression sont également prévus : un premier capteur peut être monté au niveau du capteur 47 (ou ce capteur peut être un capteur de température et de pression). Un deuxième capteur de pression peut être monté entre les lamelles du dissipateur 46. Ces capteurs permettent à surveiller la différence de pression entre la chambre 42 et l’environnement.
[0048] Par ailleurs, le dispositif est pourvu de canaux et/ou ouvertures pour le passage de câbles électriques 50 nécessaires pour alimenter les différents composants du dispositif 1.
[0049] Le dispositif 1 est également pourvu d’une unité de contrôle, ou de manière alternative, le dispositif est connecté à une unité de contrôle qui se trouve à l’extérieur du dispositif, l’unité étant configurée pour acquérir des signaux représentant les températures et - le cas échéant - des pressions mesurées par les différents capteurs. L’unité de contrôle permet également de générer des signaux de commande en fonction des valeurs mesurées. Les différentes boucles de régulations décrites ci-dessus sont donc implémentées à travers cette unité de contrôle. La réalisation précise en termes de composants électriques et électroniques de l’unité de contrôle n’est pas décrite en détail ici puisque cette réalisation tombe dans les compétences de l’homme du métier dans le domaine de la climatisation.
[0050] Selon une forme d’exécution, ladite unité de contrôle est pourvue de moyens de communication de types radio fréquence (exemple : RFID), par exemple pour l’identification et la gestion d’accès d’échantillons biologiques stockés dans l’enceinte 2.
[0051] Ladite unité de contrôle peut également être pourvue d’un module de télécommunication de préférence sans fil (exemple : 3G/4G/5G) pour permettre la connexion et la transmission d’informations relatives à la régulation des températures, aux états de fonctionnement du dispositif 1 et de ladite unité de contrôle, vers au moins une interface utilisateur et vers au moins un serveur informatique de données via un système de cloud computing.
[0052] Au lieu de prévoir un seul module thermoélectrique 45 dans la partie de dissipation 40 du dispositif, plusieurs modules 45 peuvent être prévus, par exemple positionnés dans un seul plan. Dans ce cas, un concentrateur 43 peut être envisagé avec le fond 75 dépassant le pourtour des parois latérales 76. Le fond devient ainsi une plateforme sur laquelle plusieurs (rangées de) modules 45 sont montés. La multiplication des modules 45 augmente la capacité du dispositif pour récupérer de l’énergie thermique sous la forme de courant électrique.
[0053] Une deuxième forme d’exécution d’un dispositif selon l’invention est représentée aux figures 6 à 9. Le fonctionnement du dispositif est de nouveau décrit pour le cas d’utilisation selon lequel le dispositif refroidit une enceinte sur lequel il est monté en position verticale. A nouveau, il est à noter que d’autres orientations du dispositif sont possibles et que l’invention n’est pas limitée à l’installation verticale. On reconnaît un nombre d’éléments de compartiments, numérotés par les mêmes références numériques que pour la première forme d’exécution, notamment le module thermoélectrique 4 ayant une face froide A et une face chaude B. On voit également la première partie 3 (partie thermoélectrique) du dispositif, comprenant le boîtier 6, les joints d’isolation thermique 7, la première chambre de transfert thermique 8, le premier ventilateur 5, ainsi que les capteurs de température 36 et 37. La partie de stabilisation 15 est à nouveau disposée au-dessus de la première partie 3. Cette partie de stabilisation 15 comprend le boîtier 17, la deuxième chambre de transfert thermique 18, isolée de la première chambre 8 par des joints 16 et le canal central 23 au-dessus du deuxième ventilateur 19, ainsi que la valve motorisée 20. Les figures 7a et 7c représentent respectivement les états‘valve ouverte’ et‘valve fermée’.
[0054] De manière spécifique pour cette forme d’exécution, un dissipateur à lamelles 51 est monté dans la deuxième chambre 18. Le dissipateur 51 est en contact thermique avec la face chaude B du module 4. Le deuxième ventilateur 19 est monté sur le dissipateur 51. La chambre 18 comprend en outre un canal périphérique 52 disposé autour du ventilateur 19. Le canal périphérique 52 est connectable à un canal latéral 53 (décrit en plus de détail ultérieurement) prévu dans le boîtier 17, et connecté par une buse 54 à l’extérieur du dispositif. La troisième partie 40 du dispositif comprend la troisième chambre 42. Comme dans la première forme d’exécution, la partie 40 est réalisée par un capot 41 qui entoure le boîtier 17 de la partie de stabilisation 15 et qui est fixé sur le boîtier 6 de la partie thermoélectrique 3 par des vis et/ou des systèmes de clips.
[0055] Contrairement à la première forme d’exécution, le dispositif représenté aux figures 6 et 7 ne comprend pas de dissipateur au-dessus de la troisième chambre 42, ni de module thermoélectrique pour récupérer de l’énergie. Une ouverture 55 qui permet l’entrée d’air depuis l’extérieur dans le dispositif est prévue au-dessus de la troisième chambre 42. Cette chambre 42 est dans ce cas plutôt une chambre de collecte d’air qu’une chambre de transfert thermique. Le transfert thermique a lieu entièrement dans les chambres 8 et 18, et l’évacuation de la chaleur est séparée de la troisième partie 40. A ce but, la valve motorisée 20 est conçue de manière un peu différente par rapport à la première forme d’exécution. Une vue éclatée de la partie de stabilisation 15 selon cette deuxième forme est représentée à la figure 8, et une vue éclatée de la valve elle-même est représentée à la figure 9. La valve 20 comprend toujours un corps 25 pourvu d’ouvertures 24 pour permettre la circulation d’air actionnée par le deuxième ventilateur 19. Le mouvement du corps 25 de la valve est actionné comme dans l’autre forme d’exécution, par un vérin 21 et une bielle 22. On voit aussi le siège 26 de la valve, et la portion 27 qui se déplace comme un piston dans le trou cylindrique 28 prévu dans le boîtier 17.
[0056] Contrairement à la première forme d’exécution, le piston 27 n’est pas pourvu d’un élément de blocage, le positionnement de la valve étant réglé entièrement par le vérin 21. Un joint 65 va bloquer le flux d’air de la troisième chambre 42 vers la deuxième chambre 18 quand la valve est fermée (fig. 7b). Le corps 25 de la valve comprend en outre une partie excentrique qui soutient une tige 56 intégrée dans le corps de la valve. A la figure 9 on voit que la tige 56 est fixée au corps 25 de la valve par une connexion à vis 57. La tige 56 est pourvue de joints d’étanchéité 58 et 59 à ses deux extrémités. Le premier joint 58 attaché à l’extrémité inférieure de la tige est un joint à double action. La face supérieure du joint 58 est configuré pour bloquer la connexion 60 entre le canal latéral 53 et la troisième chambre 42, quand la valve 20 est ouverte (fig. 7a). Quand la valve est fermée (fig 7b), la face inférieure du deuxième joint 59 va bloquer cette même connexion 60, alors que la face inférieure du joint 58 bloque la connexion 61 entre la chambre 18 et le canal latéral 53.
[0057] Dans la première partie 3 du dispositif, le boîtier 6 est pourvu d’un canal périphérique 62 connecté à la première chambre 8, qui permet la circulation d’air actionnée par le premier ventilateur 5. De préférence, l’air est circulé dans le sens indiqué par les flèches, mais le sens inverse est également possible. La paroi 9 est toujours présente, mais cette paroi est maintenant solidaire avec le boîtier 6, et l’orifice 10 est plus large. Dans cette forme d’exécution, la paroi 9 n’a pas la fonction de créer une antichambre. Les câbles électriques 63 pour l’alimentation du module 4, des ventilateurs 5 et 19 et des capteurs de température 36 et 37 sont guidés dans des ouvertures 64 intégrées dans le boîtier 6 et dans le capot 41.
[0058] La régulation de la température dans une enceinte par le dispositif est réalisée de la même manière que pour la première forme d’exécution, par une unité de contrôle qui peut être intégrée dans le dispositif. Dans ce dernier cas, l’unité de contrôle 64 est visible à la figure 6a. En mode de refroidissement, l’air froid créé en contact avec la face A du module thermoélectrique 4 est transporté dans l’enceinte par le ventilateur 5. Entretemps la température de la face chaude B augmente, ainsi que la température dans la chambre 18 qui est à ce moment séparée de la chambre 42 et du canal latéral 53 par la valve 20 fermée (fig. 7b). Quand le différentiel de température, mesuré par les capteurs 36 et 37 dépasse un seuil prédéfini, la valve 20 s’ouvre et le deuxième ventilateur 19 est activé. L’ouverture de la valve signifie que la valve passe instantanément vers l’état représenté à la figure 7a, càd l’état dans lequel le joint 58 bloque la connexion 60 entre le canal latéral 53 et la chambre 42, mais ouvre la connexion 61 de la chambre 18 vers le canal latéral 53. L’air est attiré par les ouvertures 24 dans le corps 25 de la valve, et circule à travers les lamelles du dissipateur 51 , où l’air es chauffé. L’air chaud est ensuite guidé par le canal périphérique 52 vers le canal latéral 53 qui est accessible grâce à la position de la tige 56, et évacué vers l’extérieur par la buse 54. Quand le différentiel de température tombe en dessous du seuil prédéfini, la valve se referme.
[0059] Le dispositif des figures 6 à 9 peut également fonctionner sans la présence d’un dissipateur 51 , bien que le transfert de la chaleur soit moins efficace. La tige 56 n’est qu’un exemple d’un mécanisme qui réalise la fonction de configurer la valve telle que :
- quand la valve est ouverte, la deuxième chambre de transfert thermique 18 est connectée au canal latéral 53, permettant un flux d’air de la deuxième chambre 18 vers le canal latéral 53 et de là vers l’extérieur du dispositif,
- quand la valve est fermée, la connexion entre la deuxième chambre 18 et le canal latéral 53 est bloqué,
- indépendamment de l’état ouvert ou fermé de la valve, le canal latéral 53 est séparé de la troisième chambre 42.
[0060] De préférence, le dispositif de l’invention ne fonctionne pas seulement en régime de réfrigération mais il peut également réchauffer l’enceinte 2 pour maintenir la température de consigne dans l’enceinte quand la température à l’extérieur chute sous un certain niveau. À ce but, le dispositif est configuré pour renverser la polarité de l’alimentation du module 4, au moment nécessaire. Par exemple, on peut avoir un scénario dans lequel la température à l’extérieur chute progressivement d’un niveau de 35°C à un niveau de -10°C en 2 ou 3 heures pendant que la température dans l’enceinte 2 doit être maintenu à +5° C.
[0061] Au début de cette période, la température dans la chambre 18 sera maintenue à environ 35°C, pour assurer un DT d’environ 30°C sur le module 4. Lorsque la température chute, ce maintien à 35°C dans la chambre 18 sera assuré par régulation de la valve 20 et du ventilateur 19 comme décrit ci-dessus. A un moment, la température à l’extérieur du dispositif est devenue tellement basse que la température dans la chambre 18 commence à diminuer, avec pour conséquence une chute de la température dans l’enceinte 2 en dessous de la valeur de consigne. Au moment que cette température (détectée par exemple via le capteur 36) chute en dessous d’une valeur prédéfinie (p.e. en dessous d’une plage autour de la valeur de consigne), la polarité du module 4 sera renversée et le module 4 commence à chauffer l’enceinte. Un DT sur le module 4 pourra de nouveau être maintenu en régime de réchauffement, par l’action de la valve 20. [0062] U utilisation d’un dispositif selon l’invention s’étend à tous les domaines techniques qui nécessitent la climatisation d’une enceinte 2. En particulier, le dispositif est utilisable dans une boîte de conservation d’échantillons biologiques dans lequel un utilisateur dépose les échantillons, qui sont ensuite collectés de la boîte à un moment ultérieur. Le dispositif permet de climatiser une enceinte à l’intérieur de la boîte dans laquelle les échantillons sont stockés et de maintenir les échantillons à une température de consigne. Le dispositif est également utilisable dans des applications de climatisation plus générales, par exemple comme alternative à un compresseur dans un réfrigérateur classique.

Claims

Revendications
1. Dispositif (1 ) pour la régulation de la température dans une enceinte (2) essentiellement fermée, ledit dispositif comprenant trois parties :
une première partie (3) apte à être mise en communication avec l’enceinte (2), la première partie (3) comprenant :
- un premier module thermoélectrique (4) ayant une première face (A) et une deuxième face (B), le premier module étant configuré pour être alimenté par une source d’alimentation électrique qui fait partie du dispositif (1 ) ou qui est à l’extérieure du dispositif (1 ),
- une première chambre de transfert thermique (8) en contact avec ladite première face (A),
- un ventilateur (5) pour distribuer de l’air climatisé par la première face (A) dudit premier module (4) dans l’enceinte (2),
- des capteurs de température (36,37) disposés sur les deux faces (A, B) dudit premier module (4),
une deuxième partie (15) disposée au-dessus de la première partie (3) quand le dispositif est installé en position de fonctionnement verticale, ladite deuxième partie comprenant un boîtier (17) qui comporte une deuxième chambre de transfert thermique (18) en contact avec la deuxième face (B) du premier module thermoélectrique (4), la deuxième chambre (18) étant séparée par une isolation thermique (16) de la première chambre de transfert thermique (8),
une troisième partie (40) disposée au-dessus de la deuxième partie (15) quand le dispositif est installé en position de fonctionnement verticale, ladite troisième partie comprenant une troisième chambre (42),
et dans laquelle :
• la deuxième partie (15) comprend en outre :
- une valve motorisée (20) configurée pour régler la convection d’air entre ladite deuxième chambre (18) de transfert thermique et la troisième chambre (42),
- un deuxième ventilateur (19) pour forcer un flux d’air entre ladite deuxième chambre (18) et ladite troisième chambre (42), quand la valve (20) est ouverte, la valve (20) et le deuxième ventilateur (19) étant connectés à une unité de contrôle qui régule le fonctionnement de la valve (20) et du deuxième ventilateur (19) en fonction des températures mesurées par les capteurs de température (36,37).
2. Le dispositif selon la revendication 1 , dans lequel la troisième chambre (42) est une troisième chambre de transfert thermique, et dans lequel la troisième partie (40) comprend en outre un dissipateur thermique (46) disposé au-dessus de ladite troisième chambre de transfert thermique (42) en position de fonctionnement verticale du dispositif.
3. Le dispositif selon la revendication 2, comprenant en outre un ou plusieurs modules thermoélectriques (45) additionnels agencés entre la troisième chambre de transfert thermique (42) et le dissipateur thermique (46), le ou les modules (45) additionnels étant configurés pour charger une source (re)chargeable d’alimentation électrique.
4. Le dispositif selon l’une quelconque des revendications 2 et 3, dans lequel la valve (20) comprend un corps (25), un vérin (21 ), un siège (26) fixé à ou incorporé dans le boîtier (17), et dans lequel le corps de la valve est un élément cylindrique (25) configuré pour être actionné en direction verticale par le vérin (21 ), quand le dispositif est installé en position verticale, entre une position ouverte dans laquelle la valve permet le passage d’un flux d’air entre la deuxième (18) et la troisième (42) chambre de transfert thermique, et une position fermée dans laquelle le corps (25) de la valve est en contact avec le siège (26) de la valve, de manière à obturer le passage d’un flux d’air entre lesdites deuxième et troisième chambres (18, 42) de transfert thermique.
5. Le dispositif selon la revendication 4, dans lequel le corps (25) de la valve est relié à l’une des extrémités d’un piston (27), le piston étant configuré pour monter ou descendre par rapport à un orifice (28) qui est incorporé dans le boîtier (17), le piston comprenant à sa deuxième extrémité un élément de blocage (29) configuré pour limiter le trajet du corps (25) de la valve en direction verticale, quand le dispositif est installé en position verticale.
6. Le dispositif selon l’une quelconque des revendications 2 à 5, dans lequel la troisième chambre de transfert thermique (42) est pourvue d’évents de dépressurisation (44).
7. Le dispositif selon l’une quelconque des revendications 2 à 6, dans laquelle une partie supérieure (en position de fonctionnement verticale du dispositif) de la troisième chambre de transfert thermique (42) est formée par un élément en matériau de haute conductivité thermique, ledit élément ayant la forme d’une coupelle qui est ouverte vers la bas, le fond (75) de la coupelle formant le plafond de la troisième chambre (42), et dans laquelle l’épaisseur du fond de la coupelle est moindre que l’épaisseur des parois (76) latérales de la coupelle, et dans laquelle ledit fond (75) est en contact thermoconducteur avec le dissipateur (46), ou - le cas échéant - avec le ou les modules thermoélectriques additionnels (45).
8. Le dispositif selon la revendication 1 , dans lequel :
- la troisième partie (40) comprend une ouverture (55) qui permet l’entrée d’air de l’extérieur du dispositif dans la troisième chambre (42),
- la valve (20) comprend un corps (25), un vérin (21 ), un siège (26) fixé à ou incorporé dans le boîtier (17), et le corps de la valve est un élément (25) configuré pour être actionné par le vérin (21 ), entre une position ouverte et une position fermée,
- le boîtier (17) comprend un canal latéral (53) connecté à l’extérieur du dispositif,
- la valve (20) est configurée de telle sorte que :
o quand la valve est ouverte, la deuxième chambre de transfert thermique (18) est connectée au canal latéral (53), permettant le passage d’un flux d’air de la deuxième chambre (18) vers le canal latéral (53) et de là vers l’extérieur du dispositif,
o quand la valve est fermée, la connexion entre la deuxième chambre (18) et le canal latéral (53) est bloquée,
o indépendamment de l’état ouvert ou fermé de la valve, le canal latéral (53) est séparé de la troisième chambre (42).
9. Le dispositif selon la revendication 8, dans lequel la valve (20) comprend une tige (56) pourvue de joints (58,59) à ses deux extrémités, et dans lequel la tige (56) et le boîtier (17) sont configurés de telle sorte que : - quand la valve est ouverte, le premier joint (58) bloque une première connexion d’air (60) entre le canal latéral (53) et la troisième chambre (42),
- quand la valve est fermée, le premier joint (58) bloque une deuxième connexion d’air (61 ) entre la deuxième chambre de transfert thermique (18) et le canal latéral (53), et le deuxième joint (59) bloque la première connexion d’air (60) entre le canal latéral (53) et la troisième chambre (42).
10. Le dispositif selon la revendication 8 ou 9, dans lequel la deuxième chambre de transfert thermique (18) comprend un dissipateur (51 ) monté sur la deuxième face (B) du premier module thermoélectrique (4) et dans lequel le deuxième ventilateur (19) est monté sur le dissipateur (51 ).
1 1. Le dispositif selon la revendication 10, dans lequel la deuxième chambre de transfert thermique (18) comprend en outre un canal périphérique (52) qui est connecté au canal latéral (53) quand la valve (20) est ouverte.
12. Le dispositif selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la première chambre de transfert thermique (8) comprend une paroi (9) de forme conique ou courbée de manière symétrique, le sommet de ladite surface étant orienté vers le haut (en position de fonctionnement verticale du dispositif), un orifice (10) étant prévu au milieu de ladite paroi conique ou courbée (9), la surface étant reliée aux parois latérales de ladite première chambre (8) de manière à ce que la paroi conique ou courbée (9) puisse recueillir de l’eau formée par condensation.
13. Le dispositif selon la revendication 12, dans laquelle la paroi conique ou courbée est formée en un matériau isolant thermique.
14. Le dispositif selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la première partie (3) comprend un boîtier (6), dans lequel le premier module thermoélectrique (4) est pourvu d’un ou de plusieurs joints d’isolation thermique (7) entre le boîtier (6) et le premier module (4).
15. Le dispositif selon la revendication 14, dans lequel le dispositif comprend un capot (41 ) qui entoure le boîtier (17) de la deuxième partie (15) et qui est fixé au boîtier (6) de la première partie (3), le capot comprenant également dans son intérieur au moins une portion de la troisième chambre (42).
16. Le dispositif selon l’une quelconque des revendications précédentes, pourvu de moyens pour renverser la polarité de l’alimentation du premier module thermoélectrique (4).
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