FR3004244A1

FR3004244A1 - Dispositif thermoelectrique pour refroidir/chauffer une paroi externe et procede pour gerer l'alimentation d'un tel dispositif.

Info

Publication number: FR3004244A1
Application number: FR1353135A
Authority: FR
Inventors: Antoine Candeias
Original assignee: NEWTEC SCIENT
Current assignee: NEWTEC SCIENT
Priority date: 2013-04-08
Filing date: 2013-04-08
Publication date: 2014-10-10
Anticipated expiration: 2033-04-08
Also published as: FR3004244B1

Abstract

La présente invention concerne un dispositif (100) thermoélectrique pour refroidir/chauffer une paroi externe, prévu pour être porté et manipulé par une personne, ledit dispositif (100) comprenant au moins une cellule Peltier formée par une surface froide et une surface chaude et alimentée par au moins une batterie (108), et un module (110) de contrôle pour gérer l'alimentation de ladite cellule Peltier et configuré pour : - délivrer à ladite cellule Peltier (102) la tension maximale fournie par ladite batterie (108), lors d'un régime transitoire, jusqu'à atteindre une température de consigne pour ladite surface froide/chaude (106), et - délivrer, lors d'un régime permanent, une tension d'alimentation plus faible de sorte à maintenir ladite température de consigne au niveau de ladite surface froide/chaude. Elle concerne également un procédé pour contrôler l'alimentation d'un tel dispositif en vue d'améliorer le rendement global dudit dispositif.

Description

- 1 - « Dispositif thermoélectrique pour refroidir/chauffer une paroi externe et procédé pour gérer l'alimentation d'un tel dispositif » Domaine technique La présente invention concerne un dispositif thermoélectrique pour refroidir ou chauffer une paroi externe. Elle concerne également un procédé pour la gestion de l'alimentation d'un tel dispositif. Le domaine de l'invention est le domaine des dispositifs 10 thermoélectriques portatifs, alimentés par batterie, exploitant l'effet Peltier utilisés pour refroidir ou chauffer, au moins localement, une paroi externe contre laquelle ils sont appliqués. Etat de la technique 15 On connait actuellement de nombreux dispositifs portables, exploitant l'effet Peltier, et comprenant une surface froide prévue pour être appliquée contre une paroi externe en vue de la refroidir. L'effet Peltier est un phénomène physique connu par l'homme du métier, qui trouvera plus de détails techniques dans le document http://fr.wikipedia.orgiwiki/Effet Peltier. 20 Parmi les dispositifs portables, une première catégorie est formée par les dispositifs qui nécessitent une alimentation électrique externe pour fonctionner. Cette première catégorie de dispositifs présente l'inconvénient de ne pas pouvoir être utilisé lorsqu'une source électrique externe n'est pas disponible. 25 Une deuxième catégorie de dispositifs portables intègrent une batterie et peuvent, par conséquent, être utilisés à tous moments. L'invention concerne cette deuxième catégorie. Cette deuxième catégorie présente l'avantage majeur de ne pas être dépendant d'une source externe. Cependant, l'effet Peltier étant un 30 phénomène physique très consommateur en énergie électrique, les dispositifs portables alimentés par batterie souffrent d'une faible autonomie. Pour augmenter l'autonomie, il est possible soit d'augmenter le nombre de batteries utilisées, soit d'utiliser des batteries de capacité plus importante, et donc de plus grande dimensions. Or, ces solutions ont pour conséquence 35 d'augmenter les dimensions et/ou le poids du dispositif thermoélectrique - 2 - portable, qui devient moins facile à porter et à manipuler, et par conséquent moins ergonomique. De plus, le fait d'utiliser plusieurs batteries ou une batterie de plus grande capacité augmente sensiblement le coût du dispositif 5 thermoélectrique. Un des buts de l'invention est de remédier aux inconvénients précités. Un autre but de la présente invention est de proposer un dispositif thermoélectrique portable alimenté par batterie pour refroidir ou chauffer une 10 paroi externe, présentant une plus grande autonomie tout en restant facile à manipuler et ergonomique. Enfin, un autre but de la présente invention est de proposer un dispositif thermoélectrique portable alimenté par batterie pour refroidir ou chauffer une paroi externe, présentant une plus grande autonomie tout en 15 conservant un coût de fabrication similaire. Exposé de l'invention Au moins un de ces objectifs est atteint avec un dispositif thermoélectrique pour refroidir ou pour chauffer une paroi externe, prévu 20 pour être porté et manipulé par une personne, ledit dispositif comprenant : - au moins une cellule fonctionnelle, dit Peltier, exploitant l'effet Peltier pour refroidir une surface, dite froide, qui, en utilisation, présente une température plus basse par rapport à une surface, dite chaude, 25 - au moins une batterie pour alimenter ladite cellule Peltier, et - un module de contrôle pour gérer l'alimentation de ladite cellule Peltier à partir de ladite batterie, en fonction d'une température de consigne de ladite surface froide ou de ladite surface chaude ; caractérisé en ce que ledit module de contrôle est configuré pour : 30 - délivrer à ladite cellule Peltier la tension maximale fournie par ladite batterie, lors d'un régime transitoire, jusqu'à atteindre ladite température de consigne pour ladite surface froide ou ladite surface chaude, et - 3 - - délivrer, lors d'un régime permanent, une tension d'alimentation plus faible, fournie à ladite cellule Peltier par ladite batterie, de sorte à maintenir ladite température de consigne au niveau de ladite surface froide ou ladite surface chaude.

Les inventeurs de la présente invention ont constaté que le rendement énergétique d'un dispositif thermoélectrique exploitant l'effet Peltier est d'autant meilleur que la cellule Peltier fonctionne à basse tension. Par conséquent, le fait d'appliquer : - en phase transitoire, i.e. lors du démarrage du dispositif, la tension maximale fournie par la batterie à la cellule Peltier pour atteindre le plus rapidement la température de consigne, puis - une fois la consigne atteinte, de diminuer la tension d'alimentation à une tension plus faible correspondant à un point de fonctionnement fournissant un rendement maximal, pour maintenir la température de consigne ; permet d'améliorer et d'optimiser le rendement en régime permanent, ce qui augmente l'autonomie du dispositif thermoélectrique. En effet, même si le rendement est diminué lors du régime transitoire, il est augmenté lors du régime permanent qui couvre presque la totalité de la durée de fonctionnement du dispositif : le rendement global se trouve donc amélioré, ainsi que l'autonomie du dispositif. Ainsi, le dispositif thermoélectrique portable selon l'invention, présente une plus grande autonomie sans avoir à augmenter le nombre ou la capacité de la batterie utilisée : il reste facile à manipuler, ergonomique, et conserve 25 un coût de fabrication similaire. Plus particulièrement, la tension d'alimentation plus faible fournie à la cellule Peltier lors du régime permanent correspond à une tension d'alimentation préalablement identifiée et correspondant à un rendement 30 maximal, i.e. à un point de fonctionnement de la cellule Peltier fournissant un rendement maximal. Bien entendu, la tension maximale délivrée par la batterie est dimensionnée pour assurer le point de fonctionnement le plus énergivore du - 4 - dispositif : par exemple température de consigne de 5°C, et puissance extraite maximale. Selon l'invention, la cellule Peltier peut avantageusement être surdimensionnée par rapport à une puissance maximum à extraire donnée, i.e. par rapport à une température de consigne minimale, respectivement maximale, prédéterminée à atteindre pour la surface froide, respectivement pour la surface chaude, de façon à travailler dans la partie basse des caractéristiques de la cellule Peltier où le rendement est le meilleur. Par exemple, pour une température de consigne minimale à atteindre pour la surface froide égale à 5°C, la cellule Peltier du dispositif thermoélectrique peut être dimensionnée de sorte qu'elle est capable d'atteindre une température minimale bien en dessous de 5°C, par exemple de 0°C. Ainsi, en régime permanent, la cellule Peltier sera utilisée en un point de fonctionnement à basse tension se trouvant au début de sa courbe de caractéristique (tension d'alimentation, puissance consommée). Selon une version particulièrement avantageuse, le dispositif selon l'invention peut en outre comprendre une masse thermique du côté de la surface froide ou du côté de la surface chaude.

Une telle masse thermique permet d'augmenter l'inertie thermique de la surface froide, respectivement de la surface chaude, et de diminuer la vitesse de variation de la température au niveau de cette surface. Ainsi, la fréquence des régulations de la température de la surface concernée est limitée et la batterie est sollicitée moins fréquemment. Cela permet de diminuer d'une part l'usure provoquée par une sollicitation fréquente de la batterie, et d'autre part la consommation électrique. Cette caractéristique est particulièrement intéressante lorsque l'utilisation du dispositif thermoélectrique nécessite un repositionnement fréquent dudit dispositif, impliquant que le dispositif est fréquemment retiré de la paroi externe puis réappliqué contre cette paroi à la même position ou à une position différente. La masse thermique peut se présenter sous la forme d'une couche de quelques millimètres d'épaisseur et présentant un poids compris entre 50g et 100g.35 - 5 - Dans une version préférée, la masse thermique peut être réalisée par une couche de matériau en contact avec la surface froide, respectivement de la surface chaude, du côté intérieur ou du côté extérieur de la cellule Peltier.

Avantageusement, la masse thermique peut être amovible. Par exemple la couche de matériaux réalisant la masse thermique peut être fixée à la surface froide, respectivement la surface chaude, de manière amovible de sorte qu'elle peut être enlevée, remise ou remplacée à souhait, de sorte à modifier la masse thermique au niveau de la surface froide, respectivement de la surface chaude. Une telle possibilité de modification de la masse thermique peut être réalisée en fonction de la température de consigne de la surface froide, respectivement de la surface chaude, ou de l'application utilisant le dispositif thermoélectrique. Selon un exemple de réalisation particulier, la masse thermique peut être vissée sur/dans la surface froide, respectivement la surface chaude, ou sur/dans une interface fixée à la surface froide, respectivement la surface chaude. La masse thermique peut se présenter sous la forme d'un embout comportant un filetage coopérant avec un taraudage aménagé sur la surface froide, respectivement sur la surface chaude, ou une interface fixée à la surface froide, respectivement à la surface chaude, pour être fixé à cette surface. L'interface peut être réalisée en cuivre par exemple. Alternativement, une telle masse thermique peut être réalisée dans/par la surface froide, respectivement la surface chaude, i.e. la surface froide, 25 respectivement la surface chaude, peut être réalisée telle qu'elle constitue une masse thermique. Le module de contrôle peut avantageusement être agencé pour réaliser une alimentation de la cellule Peltier en tout ou rien lors du régime 30 permanent, particulièrement dans le cas où une masse thermique est utilisée telle que décrite précédemment. Une telle alimentation de la cellule Peltier lors du régime permanent permet de prévoir des périodes pendant lesquelles la batterie n'est pas sollicitée et ainsi de diminuer l'énergie consommée. Ces périodes de non- - 6 - sollicitation de la batterie permettent une économie de l'énergie consommée particulièrement intéressante lorsqu'une masse thermique est utilisée. Le dispositif selon l'invention peut en outre comprendre au moins un 5 moyen de dissipation thermique, prévu pour évacuer les calories de la surface chaude ou les frigories de la surface froide. Ce moyen de dissipation thermique peut être en contact avec la surface chaude, respectivement avec la surface froide. Un tel moyen de dissipation thermique peut être « statique », c'est-à- 10 dire un moyen réalisant une dissipation thermique de la surface concernée par conduction et/ou convection de manière statique. Un tel moyen de dissipation thermique statique peut par exemple être un ventirad dont le convecteur est disposé contre la surface chaude, respectivement la surface froide. 15 Alternativement, ou en plus, le moyen de dissipation thermique peut être prévu pour être parcouru par un fluide, tel qu'une paraffine ou un alcool, réalisant un transfert thermique par conduction ou par changement de phase, par exemple un fluide à changement de phase à une température comprise entre 30 et 50°C, en particulier à 40°C, lorsque la dissipation thermique 20 réalisée est une dissipation de chaleur depuis la surface chaude Un tel fluide permet de garder constante la température de la surface chaude, ou les frigories de la surface froide, permettant ainsi de diminuer la consommation énergétique, et l'autonomie du dispositif. Dans ce cas, le moyen de dissipation thermique est dit « dynamique » 25 et le dispositif selon l'invention comprend en outre un circuit d'écoulement ou de circulation dudit fluide dans le moyen de dissipation de chaleur. Dans une version particulière, le dispositif selon l'invention peut en outre comprendre au moins deux cellules Peltier, empilées les unes sur/contre 30 les autres, de sorte que la surface froide d'une cellule Peltier est du côté de la surface chaude de la cellule Peltier adjacente. Cette architecture du dispositif selon l'invention rend possible d'obtenir, à partir d'une température ambiante, une température de consigne fournie par le dispositif en sollicitant beaucoup moins chaque cellule de Peltier, 35 comparé au cas où une seule cellule de Peltier est utilisée. Autrement dit, la - 7 - différence de température entre la surface froide et la surface chaude de chaque cellule de Peltier sera inférieure par rapport au cas où une seule cellule de Peltier est utilisée. Par exemple, dans le cas où « n » cellules Peltier sont utilisées et la 5 différence de température entre la température ambiante et la température de consigne désirée est AT°C, alors la différence de température entre la surface chaude et la surface froide d'une même cellule Peltier peut être : AT,°C=AT°C/n Ainsi, chaque cellule Peltier peut être utilisée à basse tension, par 10 rapport à ses caractéristiques de fonctionnement : le rendement de chaque cellule Peltier, et par conséquent le rendement global du dispositif, est amélioré et optimisé. Chaque cellule Peltier peut être utilisée pour réaliser une différence de 15 température AT,°C entre sa surface froide et sa surface chaude identique aux autres cellules Peltier ou différente des autres cellules. Dans le cas où le dispositif selon l'invention peut comprendre au moins deux cellules Peltier, au moins une, préférentiellement chaque, cellule Peltier 20 peut être alimentée indépendamment des autres cellules Peltier, en particulier par une alimentation indépendante ou séparée de l'alimentation des autres cellules Peltier. Ainsi il est possible d'imposer un point de fonctionnement différent pour chaque cellule de Peltier. Par conséquent, il est possible d'obtenir plusieurs 25 points de fonctionnement pour l'ensemble des cellules Peltier, et donc pour le dispositif selon l'invention, ce qui permet d'obtenir plusieurs températures de consigne pour le dispositif tout en obtenant une optimisation de la consommation global du dispositif et donc du rendement global. Par exemple, dans le cas où la paroi externe est une paroi d'un corps 30 humain ou animal, une telle paroi est dynamique et sa température peut varier dans le temps et ainsi modifier le point de fonctionnement optimal du dispositif. En contrôlant chacune des cellules Peltier séparément, il est possible d'optimiser la consommation globale du dispositif, quel que soit le point de fonctionnement, et ainsi extraire/appliquer un maximum d'énergie 35 de/à la paroi du corps humain ou animal. - 8 - En particulier, les cellules Peltier utilisées peuvent être identiques. Avantageusement, l'au moins une batterie peut être rechargeable, et/ou amovible.

La batterie peut être rechargeable directement sur le dispositif thermoélectrique et/ou sur un socle indépendant dudit dispositif. Le dispositif peut en outre comprendre au moins un capteur de température pour mesurer la température de la surface froide, respectivement de ma surface chaude, le module de contrôle réalisant l'alimentation de la cellule Peltier en fonction de ladite température mesurée de ladite surface froide, respectivement de ladite surface chaude. Le dispositif selon l'invention peut en outre comprendre un moyen d'affichage de la température de la surface froide, respectivement de la 15 surface chaude. Le dispositif selon l'invention peut en outre comprendre un moyen de sélection d'une température de consigne. Dans le cas où le dispositif comprend plusieurs cellules Peltier, le 20 dispositif selon l'invention peut comprendre plusieurs capteurs de températures, à savoir : un capteur pour mesurer la température au niveau de la surface froide, respectivement de la surface chaude, de chaque cellule Peltier et un capteur pour mesurer la température à l'interface entre deux cellules Peltier adjacentes. Ainsi, il est possible de réaliser un ajustement 25 précis de la consommation de chaque cellule Peltier et optimiser la consommation globale du dispositif. Suivant une caractéristique particulière, le dispositif selon l'invention peut comprendre une couche de protection, dite embout, amovible, disposée 30 sur au moins une partie dudit dispositif du côté de la surface froide, respectivement de la surface chaude, prévue pour éviter un contact direct entre ledit dispositif et la paroi externe. Un tel embout de protection peut être de forme et de surface de contact avec la paroi externe adaptable à la forme et à la nature de la paroi 35 externe sur laquelle le dispositif est prévu pour être appliqué. - 9 - Le fait que l'embout est amovible permet d'utiliser, de manière interchangeable, plusieurs embouts de forme et/ou de surface de contact différente.

Dans une version particulière, l'embout peut intégrer ou constituer, au moins en partie, la masse thermique telle que décrite précédemment. Avantageusement, l'embout peut être réalisé, au moins en partie, en un matériau stérilisable, et/ou à mémoire de forme, et/ou de forme 10 complémentaire à une forme de la paroi externe. Dans une version préférée, le dispositif selon l'invention peut se présenter sous une forme cylindrique, dont l'une de ses extrémités forme une extrémité de contact avec la paroi externe, cette extrémité de contact étant 15 en contact avec la surface froide, respectivement avec la surface chaude, de la cellule Peltier. Toujours selon une version préférée, le dispositif peut présenter une partie cylindrique ou arrondie, dit corps, comportant la cellule Peltier et le 20 module de contrôle dont une extrémité réalise une extrémité de contact avec la paroi externe et l'autre extrémité comporte un emplacement pour accueillir la batterie. Avantageusement, la batterie peut se présenter sous une forme 25 sensiblement cylindrique ou arrondie, de section adaptée, pour permettre la prise en main et la manipulation du dispositif. Autrement dit, la batterie peut constituer la poignée du dispositif pour qu'un utilisateur puisse le saisir et le manipuler. La batterie peut présenter une section plus petite que la section du 30 corps. La connexion de la batterie avec le corps peut être réalisée telle que lorsqu'un utilisateur saisit le dispositif par la batterie et le manipule, le corps et la batterie restent solidaires. - 10 - Selon une particularité préférée, le dispositif selon l'invention ne comporte aucun moyen d'attache dudit dispositif contre/autour de la paroi externe de sorte qu'il est repositionnable à volonté et doit être maintenu par le manipulateur à tout moment pour rester en contact avec la paroi externe.

Autrement dit, le dispositif selon l'invention ne comporte aucun moyen pour le rendre solidaire de la paroi externe. Le dispositif selon l'invention peut en outre comprendre un moyen pour modifier/choisir la polarisation de l'alimentation de la ou des cellules Peltier de 10 sorte à modifier la fonction du dispositif, à savoir refroidir ou chauffer une paroi externe. Un tel moyen peut être un moyen de sélection, tel qu'un bouton, permettant d'inverser la polarisation de l'alimentation électrique reçu par la ou chaque cellule Peltier. 15 Selon un autre aspect de l'invention, il est proposé un procédé pour réguler l'alimentation d'un dispositif thermoélectrique pour refroidir ou chauffer une paroi externe, prévu pour être porté et manipulé par une personne, ledit dispositif comprenant : 20 - au moins une cellule fonctionnelle, dit Peltier, exploitant l'effet Peltier pour refroidir une surface, dite froide, qui, en utilisation, présente une température plus basse par rapport à une surface, dite chaude, et - au moins une batterie pour alimenter ladite cellule Peltier ; 25 ledit procédé comprenant, pour une température de consigne donnée de la surface froide, respectivement de la surface chaude : - une étape d'alimentation, dit en régime transitoire, délivrant à ladite cellule Peltier une tension maximale fournie par ladite batterie, jusqu'à atteindre ladite température de consigne pour 30 ladite surface froide, respectivement pour la dite surface chaude, et - une étape d'alimentation, dit en régime permanant, délivrant une tension d'alimentation plus faible, fournie par ladite batterie à ladite cellule Peltier, de sorte à maintenir ladite température de consigne au niveau de ladite surface froide, respectivement au niveau de ladite surface chaude. Plus particulièrement, la tension d'alimentation plus faible fournie à la cellule Peltier lors de l'étape d'alimentation en régime permanent correspond à une tension d'alimentation préalablement identifiée, et correspondant à un rendement maximal, i.e. à un point de fonctionnement de la cellule Peltier fournissant un rendement maximal.

Avantageusement, l'étape d'alimentation en régime permanent peut réaliser une alimentation de la cellule Peltier en tout ou rien en fonction de la température mesurée de la surface froide, respectivement de la surface chaude, et de la température ambiante. Dans le cas où le dispositif comprend plusieurs cellules Peltier, l'étape d'alimentation en régime permanent peut réaliser une alimentation de chaque cellule Peltier en tout ou rien, en fonction d'une part de la température mesurée au niveau de la surface de cette cellule Peltier, et d'autre part de la température mesurée au niveau de l'interface avec une cellule Peltier adjacente.

Description des figures et modes de réalisation D'autres avantages et caractéristiques apparaîtront à l'examen de la description détaillée d'exemples nullement limitatifs, et des dessins annexés sur lesquels : - la FIGURE 1 est une représentation schématique en coupe d'un exemple de dispositif thermoélectrique selon l'invention ; - la FIGURE 2 est une représentation schématique du dispositif de la FIGURE 1 vu de côté ; - la FIGURE 3 est une représentation schématique du dispositif de la FIGURE 1 vu de dessous ; et - la FIGURE 4 est une représentation schématique des caractéristiques de fonctionnement du dispositif de la FIGURE 1 ; et - 12 - - la FIGURE 5 est une représentation schématique d'un exemple de procédé de régulation de l'alimentation d'un dispositif selon l'invention.

Il est bien entendu que les modes de réalisation qui seront décrits dans la suite ne sont nullement limitatifs. On pourra notamment imaginer des variantes de l'invention ne comprenant qu'une sélection de caractéristiques décrites par la suite isolées des autres caractéristiques décrites, si cette sélection de caractéristiques est suffisante pour conférer un avantage technique ou pour différencier l'invention par rapport à l'état de la technique antérieur. Cette sélection comprend au moins une caractéristique de préférence fonctionnelle sans détails structurels, ou avec seulement une partie des détails structurels si cette partie uniquement est suffisante pour conférer un avantage technique ou pour différencier l'invention par rapport à l'état de la technique antérieur. En particulier toutes les variantes et tous les modes de réalisation décrits sont combinables entre eux si rien ne s'oppose à cette combinaison sur le plan technique. Sur les figures, les éléments communs à plusieurs figures conservent la 20 même référence. La FIGURE 1 est une représentation schématique selon une vue en coupe d'un exemple de dispositif selon l'invention. La FIGURE 2 est une représentation schématique de dispositif vu de côté et la FIGURE 3 est une 25 représentation schématique de ce dispositif vu de dessous. Le dispositif 100 représenté sur les FIGURES 1-3 comprend une cellule Peltier 102 comprenant une surface chaude 104 et une surface froide 106. Le dispositif 100 comprend en outre une batterie 108 pour alimenter la cellule Peltier 102 et un module électrique 110 contrôlant l'alimentation de la 30 cellule Peltier 102 par la batterie 108. Le dispositif 100 comprend en outre un ventirad 112 composé d'un ventilateur 114 et d'un radiateur 116 disposé contre la surface chaude 104 de la cellule Peltier 102 en vue d'évacuer la chaleur de la surface chaude 104. Le module de contrôle 110 contrôle également l'alimentation du ventirad 112 par 35 la batterie 108. - 13 - La surface froide 106 de la cellule Peltier 102 est équipée d'une sonde de température 118 pour mesurer la température au niveau de la surface froide 106. La température mesurée par la sonde 118 est affichée sur un écran d'affichage 120.

Des moyens de sélection, tels qu'un ou des boutons 122, permettent à un utilisateur de renseigner une température de consigne de la surface froide 104. Le dispositif 100 comprend une extrémité de contact 124, prévue pour être disposée contre une paroi externe à refroidir. Cette extrémité de contact 124 est munie d'un embout 126 à mémoire de forme, formant à la fois une couche de protection de l'extrémité de contact et masse thermique. C'est cet embout de protection formant masse thermique qui entre en contact avec la paroi externe à refroidir. L'embout de protection 126 peut être réalisé en inox, en aluminium, en cuivre ou en mousse conductrice. Il est stérilisable et amovible de sorte qu'il est interchangeable en fonction de la forme/nature de la paroi externe d'une part et de l'application mettant en oeuvre le dispositif 100 d'autre part. Le dispositif 100 se présente sous la forme d'un ensemble de deux parties : une partie 128, dite corps, et une partie 130, dite poignée. Les deux 20 parties 128 et 130 présentent chacune une section cylindrique/arrondie. La partie 128 forme le corps du dispositif 100. Elle comprend tous les éléments du dispositif, sauf la batterie 108. L'une de ses extrémités forme l'extrémité de contact 124 avec la paroi externe. L'extrémité 132 opposée à l'extrémité de contact 124 comprend un logement pour accueillir la poignée 25 130. Le corps 128 présente une section plus large que la poignée 130. La poignée 130 constitue de logement pour la batterie amovible 108. La section de la poignée 130 est telle qu'elle se loge dans la paume d'une main d'un utilisateur pour lui permettre de saisir et de manipuler l'ensemble du dispositif 100. 30 En fonction d'une température de consigne et de la température mesurée de la surface froide, le module de contrôle 110 est configuré pour : - lors d'un régime transitoire, délivrer à la cellule Peltier 102 la tension maximale fournie par ladite batterie 108 jusqu'à atteindre ladite température de consigne au niveau de la surface froide 106, 35 et - 14 - - lors d'un régime permanent, délivrer à la cellule Peltier, en tout ou rien, une tension d'alimentation basse fournie par la batterie de sorte à maintenir la température de consigne au niveau de la surface froide.

En référence à la FIGURE 2, le dispositif 100 comprend en outre des ouvertures 202 (FIGURE 2) d'admission d'air et des ouvertures 204 d'évacuation d'air, aménagées sur le corps 128. Ces ouvertures permettent au ventilateur de faire circuler un flux laminaire d'air sur le radiateur 116, et ainsi de réaliser l'évacuation de la chaleur de la surface chaude 104. En alternative, ou en plus, le dispositif 100 peut comporter un circuit de fluide caloporteur (non représenté) à changement d'état dans/contre le radiateur pour l'évacuation de la chaleur de la surface chaude 104.

En référence à la FIGURE 3, le dispositif 100 comprend en outre des vis d'assemblage, de manière démontable ou amovible, de l'embout 126 avec le dispositif 100 au niveau de l'extrémité de contact 124. La FIGURE 4 est une représentation schématique des caractéristiques de 20 fonctionnement du dispositif 100 des figures 1-3. Plus précisément, la FIGURE 4 représente, en ordonnée, la puissance en Watt et le rendement en % de la cellule Peltier 102 en fonction de la tension d'alimentation en Volts, en abscisse, de la cellule Peltier. La courbe 402 représente la tension d'alimentation de la cellule Peltier, la courbe 404 la 25 puissance extraite et la courbe 406 le rendement de la cellule Peltier. Il apparait que le rendement est maximal, lorsque la tension d'alimentation est comprise entre 7-8 V, qui est une basse tension pour la dimension de la cellule Peltier qui peut être alimentée avec une tension maximale de l'ordre de 18V, voire plus. 30 L'invention propose un régime d'alimentation spécifique pour exploiter ce constat réalisé par ses inventeurs. La FIGURE 5 est une représentation schématique d'un exemple de procédé d'alimentation du dispositif selon l'invention. - 15 - Le procédé 500 représenté sur le FIGURE 5 comprend une étape optionnelle 502 de sélection d'une température de consigne, par exemple à l'aide des boutons de sélection 122. Cette étape est optionnelle car la température de consigne peut être pré-renseignée, par exemple dans le module de contrôle 110. En fonction de la température de consigne et de la température mesurée au niveau de surface froide, par exemple par la sonde 118, une phase d'alimentation 504 de la cellule Peltier est réalisée, pendant laquelle la cellule Peltier est dans un régime de fonctionnement transitoire.

La phase transitoire 504 comprend une étape 506 pendant laquelle le module de contrôle 110, délivre à la cellule Peltier 102 la tension maximale pouvant être fournie par ladite batterie 108. La phase 504 comprend étape 508 de mesure, réalisée à une fréquence prédéterminée en parallèle à l'étape 506, pendant laquelle la température de la surface froide est mesurée et comparée à la température de consigne. Si la température mesurée au niveau de la surface froide est inférieure à la température de consigne, l'étape 506 d'alimentation est continuée. Sinon, l'alimentation de la cellule Peltier est coupée lors d'une étape 510. Ainsi, la phase 504 d'alimentation en régime transitoire est réalisée 20 jusqu'à atteindre la température de consigne au niveau de la surface froide. Après la phase 504, une phase 512 d'alimentation en régime permanent est réalisée. Cette phase 512 réalise une alimentation en tout ou rien de la cellule Peltier.

25 Lors d'une étape 514, réitérée à une fréquence prédéterminée, la température de la surface froide est mesurée et comparée à la température de consigne. Si la température mesurée au niveau de la surface froide est inférieure à la température de consigne d'une différence inférieure à valeur prédéterminée 6T°C alors rien n'est fait et l'alimentation de la cellule Peltier 30 reste coupée. Sinon, une étape d'alimentation 516 alimente la cellule Peltier avec une basse tension correspondant à un point de fonctionnement prédéterminé de la cellule Peltier. La phase 512 comprend une étape 518 de mesure, réalisée à une 35 fréquence prédéterminée en parallèle à l'étape 516, pendant laquelle la - 16 - température de la surface froide est mesurée et comparée à la température de consigne. Si la température mesurée au niveau de la surface froide est inférieure à la température de consigne, l'étape 516 d'alimentation est continuée. Sinon, l'alimentation de la cellule Peltier est coupée lors d'une étape 520 et le procédé reprend à l'étape 514. A tous moments la température de la surface froide peut être affichée sur des moyens d'affichage, par exemple sur l'écran 120. Le module de contrôle 110 est configuré pour mettre en oeuvre ce 10 procédé d'alimentation 500. Les exemples décrits concernent tous un dispositif utilisé pour refroidir une paroi externe. Bien entendu, ces exemples peuvent être appliqués dans le cas où le dispositif est utilisé pour chauffer une paroi externe, auquel cas : 15 - la cellule Peltier 102 utilisée est inversée, ou la polarisation de l'alimentation de la cellule Peltier 102 est inversée, de sorte que c'est la surface chaude qui est du côté de la paroi externe à chauffer, - l'embout 126 est disposé sur le dispositif du côté de la surface 20 chaude, - le moyen de dissipation thermique est un moyen de dissipation de frigories et non un moyen de dissipation de chaleur, et - la température de consigne utilisée s'applique à la surface chaude.

25 Bien sûr, l'invention n'est pas limitée aux exemples qui viennent d'être décrits et de nombreux aménagements peuvent être apportés à ces exemples sans sortir du cadre de l'invention.

Claims

REVENDICATIONS1. Dispositif (100) thermoélectrique pour refroidir ou chauffer une paroi externe, prévu pour être porté et manipulé par une personne, ledit dispositif 5 (100) comprenant : - au moins une cellule fonctionnelle (102), dite Peltier, exploitant l'effet Peltier pour refroidir une surface (106), dite froide, qui, en utilisation, présente une température plus basse par rapport à une surface (104), dite chaude, 10 - au moins une batterie (108) pour alimenter ladite cellule Peltier (102), et - un module (110) de contrôle pour gérer l'alimentation de ladite cellule Peltier (102) à partir de ladite batterie (108), en fonction d'une température de consigne de ladite surface froide ou de ladite 15 surface chaude (106) ; caractérisé en ce que ledit module de contrôle (110) est configuré pour : - délivrer à ladite cellule Peltier (102) la tension maximale fournie par ladite batterie (108), lors d'un régime transitoire, jusqu'à atteindre ladite température de consigne pour ladite surface froide 20 ou ladite surface chaude (106), et - délivrer, lors d'un régime permanent, une tension d'alimentation plus faible, fournie à ladite cellule Peltier (102) par ladite batterie (108), de sorte à maintenir ladite température de consigne au niveau de ladite surface froide ou ladite surface chaude. 25
2. Dispositif (100) selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend une masse thermique (126) du côté de la surface froide ou de ladite surface chaude (106). 30
3. Dispositif (100) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le module de contrôle (110) est agencé pour réaliser une alimentation de la cellule Peltier (102) en tout ou rien lors du régime permanent.- 18 -
4. Dispositif (100) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend au moins un moyen (112) de dissipation thermique prévu pour évacuer les calories de la surface chaude (104) ou les frigories de la surface froide.
5. Dispositif (100) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le moyen (112) de dissipation thermique est prévu pour être parcouru par un fluide réalisant un transfert thermique par conduction ou par changement de phase, ledit dispositif (100) comprenant en outre un circuit d'écoulement dudit fluide.
6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend au moins deux cellules Peltier, empilées les unes sur les autres, de sorte que la surface froide d'une cellule Peltier est du 15 côté de la surface chaude de la cellule Peltier adjacente.
7. Dispositif (100) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'au moins une batterie (108) est rechargeable, et/ou amovible. 20
8. Dispositif (100) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un capteur (118) de température pour mesurer la température de la surface froide (106) ou de la surface chaude, le module de contrôle (110) réalisant l'alimentation de la cellule 25 Peltier (102) en fonction de ladite température mesurée de ladite surface froide (106) ou de ladite surface chaude.
9. Dispositif (100) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend une couche de protection (126), dite 30 embout, amovible, disposée sur au moins une extrémité (124), dite de contact, dudit dispositif (100) du côté de la surface froide (106), prévue pour éviter un contact direct entre ledit dispositif (100) et la paroi externe.
10. Dispositif (100) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que 35 l'embout (126) est réalisé, au moins en partie, en un matériau stérilisable,- 19 - et/ou à mémoire de forme, et/ou de forme complémentaire à une forme de la paroi externe.
11. Dispositif (100) selon l'une quelconque des revendications précédentes, 5 caractérisé en ce que qu'il se présente sous une forme cylindrique, dont l'une de ses extrémité (124) forme l'extrémité de contact avec la paroi externe.
12. Dispositif (100) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que qu'il comporte une partie cylindrique (128), dite corps, 10 comportant la cellule Peltier (102) et le module de contrôle (110), dont une extrémité (124) forme une extrémité de contact avec la paroi externe, et l'autre extrémité (132) comporte un emplacement pour accueillir la batterie (108). 15
13. Dispositif (100) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il ne comporte aucun moyen d'attache dudit dispositif (100) contre/autour de la paroi externe de sorte qu'il est repositionnable à volonté et doit être maintenu par le manipulateur à tout moment pour rester en contact avec la paroi externe. 20
14. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend au moins deux cellules Peltier, au moins une, préférentiellement chaque, cellule Peltier étant alimentée indépendamment des autres cellules Peltier. 25
15. Procédé (500) pour réguler l'alimentation d'un dispositif (100) selon l'une quelconque des revendications précédentes, pour refroidir ou chauffer une paroi externe, prévu pour être porté et manipulé par une personne, ledit dispositif (100) comprenant : 30 - au moins une cellule fonctionnelle (102), dite Peltier, exploitant l'effet Peltier pour refroidir une surface (106), dite froide, qui, en utilisation, présente une température plus basse par rapport à une surface (104), dite chaude, et - au moins une batterie (108) pour alimenter ladite cellule 35 Peltier (102) ;- 20 - ledit procédé (500) comprenant, pour une température de consigne donnée de ladite surface froide (106) ou de ladite surface chaude : - une étape (504) d'alimentation, dite en régime transitoire, délivrant à ladite cellule Peltier (102) une tension maximale fournie par ladite batterie (108), jusqu'à atteindre ladite température de consigne pour ladite surface froide (106) ou ladite surface chaude, et - une étape (512) d'alimentation, dite en régime permanent, délivrant une tension d'alimentation plus faible, fournie par ladite batterie (108) à ladite cellule Peltier (102), de sorte à maintenir ladite température de consigne au niveau de ladite surface froide (106) ou de ladite surface chaude.
16. Procédé (500) selon la revendication précédente, caractérisé en ce l'étape 15 (512) d'alimentation en régime permanent réalise une alimentation de la cellule Peltier (102) en tout ou rien.