NL8020461A - - Google Patents

Description

I

’ - 1 - 802 04 6 1

Inrichting voor koude en warme opslag.

De uitvinding heeft betrekking op een inrichting voor het koelen of verwarmen van een koelkast of een kast voor warme opslag of enige andere opslagruimte voorzien van warmte-isólerende wanden, omvattende een thermo-5 elektrische warmtepomp uitgevoerd voor het overbrengen van warmte tussen een warmte-uitwisselend element binnen de ruimte en een warmte-uitwisselend element blootgesteld aan een uitwendig medium, bijv. de atmosferische lucht, en een bron van gelijkstroom met een nagenoeg constant 10 voltage voor het voeden van de warmtepomp.

De uitdrukking "bron van gelijkstroom met een nagenoeg constant voltage" omvat eveneens dergelijke gelijkstroombronnen als batterijen, waarvan het uitgangs-voltage kan variëren met de belasting of met de mate 15 van lading, maar sluit gelijkstroombronnen uit die schakel-middelen bezitten voor het verschaffen van verschillende bedrijfsvoltages voor de warmtepomp.

Bij een inrichting van het genoemde type is het vereist, dat het koelende of verwarmende vermogen 20 niet slechts voldoende is voor het handhaven van een bepaalde toestand maar ook voor het tot stand brengen van ! een koeling resp. verwarming van de opslagruimte en van de daarin opgenomen produkten tot de aangegeven opslag-temperatuur binnen een redelijke tijdsperiode na een 25 uitschakeling of na het inbrengen in de genoemde opslagruimte van een hoeveelheid produkten met een temperatuur die aanmerkelijk verschilt van de aangegeven opslag-temperatuur. Het daarvoor vereiste vermogen van de pomp is veel groter dan dat vereist voor het handhaven van 30 de continue toestand, waarbij het pompvermogen slechts is vereist voor het compenseren van de warmtestroom door de warmte-isolatie van de opslagruimte vanaf de omringende lucht resp. daar naartoe, onder de werking van het temperatuurverschil tussen de opslagruimte en de omringende 35 lucht.

Bepaalde bekende inrichtingen van dit type zijn . voorzien van aan-uit-regelmiddelen. Een temperatuurvoeler- 8 02 0 4 6 1 - 2 - I..... r~................. ...................... .................................................................... ............; i inrichting, bijv. een bi-metalen strip, aangebracht binnen de (koude) opslagruimte, bedient een schakelaar uitgevoerd I voor het sluiten van het elektrische circuit van de warmtepomp wanneer de temperatuur boven een bepaalde grens 5 stijgt, en voor het openen van het circuit zodra de temperatuur onder een bepaalde grens daalt. Het rendement van de inrichting, dat is de verhouding tussen het ver-; pompte warmtevermogen en het verbruikte elektrische ver-: mogen, is zeer laag bij dit regelstelsel. Dit is eveneens 10 het geval voor het gewijzigd stelsel waarbij de warmte- i pomp permanent is verbonden met de krachtsbron via een i ' serieweerstand en parallel is verbonden met een shunt-1 aftakking, waarin een bi-metalen schakelaar is opgenomen in serie met een shunt-weerstand.

15; Bij een andere bekende inrichting (volgens het 1 DE-AS 1.065.863) is de warmtepomp permanent verbonden met | de krachtsbron via een bestuurde halfgeleider (transistor) j waarvan het regelvoltage wordt geleverd door een potentio-! metercircuit omvattende een thermistor die het temperatuur-

I I

i20 gevoelige element van de inrichting vormt. Bij deze inrichting is het rendement (als boven gedefinieerd) laag in de continue toestand daar een groot deel van het I ! toegevoerde vermogen onvermijdelijk wordt opgenomen door ! ; de transistor die werkt als een serieweerstand.

25 Andere bekende regelinrichtingen, bijv. volgens \ het DE-AS 1.126.425 of DE-AS 1.190.961, vereisen een i krachtsbron met schakelmiddelen voor het leveren van de | ! ene of de andere van twee verschillende uitgangsvoltages ! i ' ! of een wisselstroomaansluiting om te dienen als de 30j primaire krachtsbron.

| Het is een belangrijk doel van de uitvinding ! ; een inrichting van het type genoemd in de bovenstaande I eerste alinea te verschaffen, welke met een beter rendement : | werkt dan de bekende inrichtingen. Dit probleem is van 35; vitaal belang in vele gevallen, bijv. in batterij-bediende i mobiele koelinstallaties in auto’s en boten. ;

De nieuwe en karakteristieke maatregel van de i inrichting volgens de uitvinding bestaat daarin, dat I ; de thermo-elektrische v/armtepomp bestaat uit ten minste |40: twee nagenoeg identieke eenheden of groepen van eenheden, 8020461 LKK-kio'.iLi; - 3 - t elk uitgevoerd voor het overbrengen van een deel van de verpompte warmtestroom, en dat een serie-parallelschakelaar ; is aangebracht voor het verbinden van de genoemde eenheden (of groepen van eenheden) met de gelijkstroombron in serie 5 of parallel met elkaar, welke eenheden of groepen van I eenheden zijn gekenmerkt door een zodanige relatie tussen het verpompte warmtevermogen en de bedrijfsstroom dat de hoogste stroom die door de bron kan worden opgewekt om door de in serie geschakelde eenheden of groepen van een-10 heden te stromen aanmerkelijk lager is dan de stroom waarbij het verpompte warmtevermogen zijn maximum bereikt.

i

Wanneer de inrichting in bedrijf is, wordt de : omschakelaar gesteld in de parallelle stand wanneer een hoog pompvermogen is vereist, bijv. wanneer een koelkast 15; in bedrijf wordt gesteld na een niet-werkzame periode ; of wanneer een grote hoeveelheid van nog warme en te koelen i produkten er in is gebracht. De omschakelaar wordt in de serie geschakelde stand gebracht wanneer een continue toestand is bereikt. De bediening van de omschakelaar kan 20| met de hand of automatisch plaatsvinden.

De serieschakeling beperkt de stroom die door j elke eenheid of groep van eenheden stroomt tot een lage waarde. Dit resulteert in een goed rendement van de inrichting in de continue toestand. Het verbeterde rendement ; !25I is enerzijds te danken aan het feit, dat er geen verliezen | of slechts kleine verliezen optreden, veroorzaakt door : vermogens-dissipatie in serie geschakelde regelelementen 1 ; en anderzijds door het feit dat het rendement van een j j thermo-elektrische warmtepomp het beste is bij relatief 130; lage stromen. De parallelschakeling maakt een vergroting j van de stroom mogelijk door elke eenheid of groep van I ' ' ; eenheden tot een veel hogere waarde, resulterend in een I grote toename van het verpompte vermogen. De corresponderende ! rendementsverlaging is naar verhouding niet belangrijk i | 135 daar de duur van de koel- of verwarmingsperioden klein is I i in vergelijking met de duur van de continue toestand, | Het opgenomen vermogen vereist voor het koelen of verwarmen tot de opslagtemperatuur zal slechts een klein ; deel zijn van het totale door de inrichting opgenomen 40! vermogen.

8 0 2 0 4 6 1 90Gf)oi>l.(: s - 4 -

In de inrichting volgens de uitvinding kan de vereiste regeling van de stroom door de seriegeschakelde eenheden of groepen van eenheden afhankelijk van de temperatuur van de opslagruimte overeenkomstig deze 5 continue of discontinu worden uitgevoerd, zoals zal worden toegelicht in de volgende beschrijving van uitvoerings-voorbeelden van de uitvinding aan de hand van de bijbehorende tekening, waarin: fig. 1 een schakelschema toont van een eerste 10 uitvoeringsvorm van de uitvinding, fig. 2 een diagram toont weergevende de werking van de inrichting volgens fig. 1, fig. 3 een schakelschema toont van een tweede uitvoeringsvorm van de uitvinding, 15 fig. 4 een vertikale dwarsdoorsnede toont door de wand van een koelkast met een koelinrichting van het type als weergegeven in fig. 3, fig. 5 een doorsnede toont volgens de lijn V-V i van fig. 4, en 20 fig. 6 een aanzicht toont vanaf de buitenzijde i ! ! (vanaf rechts in fig. 4) van de inrichting volgens fig. 4.

De in fig. 1 weergegeven inrichting omvat een thermo-elektrische warmtepomp omvattende twee paren identieke eenheden 1, 2 en 3, 4, die elk bestaan uit 25 een stapel Peltier-elementeri, die in serie met elkaar zijn geschakeld. De eenheden 1, 2 en 3, 4 van elk der paren zijn permanent in serie met elkaar geschakeld.

De warmtepomp is verondersteld aangebracht te worden in de wand van een koelkast of dergelijke. De koude zijde !30 van de warmtepomp is verondersteld verbonden te worden met een koelelement binnen de koelkast, terwijl de warme zijde van de warmtepomp is verbonden met een element dat is blootgesteld aan de buitenlucht of enig ander i afkoelend medium. De paren eenheden 1-2 en 3-4 zijn 35 verbonden met een maak-contact al en een omschakelcontact i a-2 van een relaisschakelaar A met een bekrachtigings- wikkeling AL. De schakelaar A is weergegeven in de rust- j stand (wikkeling AL stroomloos) waarbij de paren 1-2 en ! 3-4 in serie met elkaar zijn geschakeld via het omschakel-

40 contact a2. In de bedrijfsstand van de schakelaar A

8020461 - 5 - (wikkeling AL bekrachtigd) is het paar 1-2 parallel geschakeld met het paar 3-4 via het maakcontact al en het omschakelcontact a2. De verkregen serie of parallelschakeling van de paren 1-2 en 3-4 is in het stroomcircuit 5 verbonden met de klemmen 5, 6 van een gelijkstroombron in serie met een transistor 7 voorzien van de emittor 7a, de collector 7b en de basis 7c. De basis 7c is verbonden met de uitgaande klem van een versterker 8. De versterker 8 evenals een versterker 9 die de bekrachtigingswikkeling 10 AL voedt, wordt bestuurd door een voorversterker 10, waarvan de ingaande leidingen 10a, 10b een besturings-voltage dragen dat wordt toegevoerd door een brug W, bekrachtigd door een constant voltage verschaft door een Zener-diode 11, die is verbonden met de klemmen 5, 6 in 15 serie met een weerstand 12, Eén tak van de brug omvat een weerstand 13 in serie met een thermistor 14 van NTC-type (dat wil zeggen met een negatieve temperatuurscoëfficiënt).

De thermistor 14 is aangebracht binnen de gekoelde ruimte of direkt op het koelelement en vormt het temperatuur-20 gevoelige middel van de inrichting. De andere tak van de brug bestaat uit een potentiometer P. De ingaande leiding 10a van de versterker 10 vertoont permanent een positieve potentiaal ten opzichte van de ingaande leiding 10b.

Het verschil tussen de potentialen van de ingaande 25 leidingen 10a en 10b vormt het besturingsvoltage van de versterker 10. Een: toename van de temperatuur binnen de koelkast veroorzaakt een verlaging van de weerstand van de thermistor 14 en dientengevolge een verlaging van de potentiaal van de ingaande leiding 10b, resulterend 30 in een toename van het besturingsvoltage dat wordt gedragen door de ingaande leidingen 10a en 10b en een corresponderende toename van het besturingsvoltage toegevoerd aan de transistor 7 door de versterker 8 en van de warmtepompstroom bestuurd door de transistor.

35 Fig. 2 toont hoe het verpompte warmtevermogen : Q en het voltage V voor elk der paren 1-2 en 3-4 varieert met de bedrijfsstroom I. Het diagram werd opgesteld bij | een temperatuur van 27°C aan de warme zijde en een ; temperatuur van 7°C aan de koude zijde.

40 Er wordt nu aangenomen dat de stroombron gevormd 8020461 - 6 - ; wordt door een opslagbatterij met een voltage van 12 volt.

I i I

: Het diagram toont dat een bedrijfsstroom van ongeveer 1 amp. ofwel iets meer kan worden toegevoerd aan twee paren , die in serie zijn geschakeld voordat het voltage over :5 ! deze serieschakeling het beschikbare voltage nadert.

: Een bedrijfsstroom van 1 amp. correspondeert met een verpompt vermogen van ongeveer 7 watt per paar elementen, een verpompt vermogen van ongeveer 14 watt voor de twee paren in serie geschakelde elementen.

10 Aangenomen wordt dat de grootte van de koelkast die door de warmtepomp wordt bediend, de kwaliteit van de isolatie daarvan en de omgeving waarin hij werkt zodanig zijn dat het bovenaangegeven verpompte vermogen normaal geheel voldoende is om de koelkast koud te houden.

15 Zolang dit het geval is blijven de paren 1-2 en 3-4 in serie met elkaar geschakeld. De inrichting werkt dan met i een laag opgenomen vermogen en een hoog rendement, d.w.z. een grote verhouding tussen verpompt vermogen en opgenomen i | elektrisch vermogen. Bij een stroom van 1 amp. is het 20 verpompte vermogen 2.7 = 14 watt en het elektrische opgenomen vermogen 12 watt, corresponderend met een rende-; mentscijfer van 14:12 - 117 %.

In bepaalde gevallen is echter een groter verpompt vermogen vereist. Dit is bijv. het geval wanneer 25 de koelkast in bedrijf wordt genomen na een stilstands- periode of wanneer een grote hoeveelheid nog warme produkten er in wordt geplaatst. De temperatuur in de koelkast zal dan zo hoog zijn, dat de transistor 10 onder werking van zijn temperatuurafhankelijke besturingsvoltage de ;30 neiging zal hebben de stroomsterkte te vergroten tot ! een waarde boven de maximaal mogelijke voor de serie-verbinding van de paren 1-2 en 3-4. De schakelaar A is ! ; uitgevoerd om werkzaam te worden wanneer de thermistor 14 : een- temperatuur waarneemt die iets boven diegene ligt :35 waarbij de stroom door de serieschakeling van de paren 1-2 en 3-4 zijn maximale waarde bereikt. De bediening van i de schakelaar A zorgt er voor dat zijn contacten al, a2 : ! | I de paren 1-2 en 3-4 parallel met elkaar schakelen. Aan elk 1 der paren 1-2 en 3-4 wordt een voltage van ongeveer 12 volt 40 toegevoerd, (het spanningsverlies over de volledig geleidende 8020461 aoissoic - 7 - transistor is laag), resulterend in een stroom van ongeveer 2,5 amp. door elk der paren.

De parallelschakeling veroorzaakt een relatief hoog vermogensverbruik en een relatief laag rendement.

5 I Een stroom van 2,5 amp. per eenheid zal overeenkomstig het diagram van fig. 2 een totaal verpompt vermogen produceren van 2 maal 21 watt. De resulterende rendements-verhouding is 42:60 = 70 %. Het grote vermogensverbruik | duurt echter relatief kort, daar de parallelschakeling ;10 zal worden onderbroken zodra de temperatuur in de koelkast gedaald is tot een waarde juist onder diegene waarbij de schakelaar A werd bediend. Door het uitvallen van de schakelaar A wordt de serieverbinding van de paren 1-2 an 3-4 hersteld.

15 Uit fig. 2 blijkt, dat het verpompte vermogen met de stroom tot een maximum stijgt. Voor stromen buiten dit maximum daalt het verpompte vermogen snel. Het is duidelijk dat het in het algemeen ongewenst is de warmtepompeenheid te bedrijven met een stroom die hoog 20 genoeg is om er voor te zorgen dat het verpompte warmte-vermogen zijn maximum bereikt, daar de toename van het verkrijgbare verpompte vermogen daarbij klein is in ! 1 vergelijking met de toename van het vermogensverlies.

i

De inrichting moet dus zijn uitgevoerd voor het automatisch 25; verschaffen van een beperking van de stroom door de parallelgeschakelde paren tot een geschikte waarde. Bij het bovenbeschreven voorbeeld is dit eenvoudig verkregen door een geschikte keuze van de elektrische gegevens i ' van de paren 1-2 en 3-4.

30 De in fig, 3 weergegeven inrichting is voorzien van een thermo-elektrische warmtepomp omvattende twee eenheden 15, 16 van identiek ontwerp, die elk '.een groot aantal elektrische in serie geschakelde thermo-elementen omvatten. De warmtepomp wordt verondersteld gemonteerd 35 te worden in de wand van een koelkast of dergelijke. De I : I koude zijde van de warmtepomp is verbonden met een koelelement 17 binnen de koelkast, .terwijl de warme ! zijde is verbonden met een warmte-uitwisselend element i 18 dat is blootgesteld aan de buitenlucht. Een waaier 19 ! '40 die wordt aangedreven door een elektromotor zorgt ervoor 8 0 2 0 4 6 1 - 8 - dat de lucht in de koelkast langs het koelelement 17 stroomt, voor het verbeteren van de warmte-overdracht daarvan zodat het temperatuurverschil tussen het element 17 en de lucht in de koelkast wordt verkleind. Een tweede I 5: waaier 20 levert een stroming op van de buitenlucht langs het buitenste element 18. Elk van de twee waaiermotoren is elektrisch parallelgeschakeld met ëën van de warmte-pompeenheden 15, 16. Het ene einde van de eenheid 15 is I ; verbonden met de klem 21 van een gelijkstroombron en het 10 ene einde van de eenheid 16 is verbonden met de andere klem 22 van de gelijkstroombron. De andere einden van de eenheden 15, 16 zijn respectievelijk verbonden met het omschakelcontact b2 en het maakcontact bl van een relaisschakelaar b, waarvan de bekrachtigings-' i5 wikkeling BL kan worden verbonden met de klemmen 21, 22 door een met de hand bediend drukknopcontact 23, dat door veerwerking naar zijn open stand wordt teruggebracht zodra het niet langer met de hand wordt bediend.

Een warmte-gevoelig thermostatisch element C, gemonteerd 20 binnen de koelkast, bedient twee maakcontacten cl, c2, waarvan het ene cl in serie is geschakeld met een weerstand 24 in een houdcircuit: voor de relaisschakelaar B, terwijl het andere maakcontact c2 parallel is geschakeld met een regelweerstand 25. De thermostaatcontadten cl, c2 worden 25 in de gesloten stand gehouden door het thermostatische element C zolang de temperatuur in de koelkast een bepaalde waarde overschrijdt en worden ontkoppeld wanneer de temperatuur onder deze waarde daalt. Het contact cl kan ten opzichte van het contact c2 zodanig worden ingesteld, 30 dat het opengaat bij een iets hogere temperatuur dan het contact c2.

De werking van de inrichting zal nu worden | beschreven. Aangenomen wordt dat de koelkast gedurende enige tijd leeg is geweest en uitgeschakeld en een relatief ; 35 hoge temperatuur bezit. De thermostaatcontacten cl, c2 ; zijn daardoor gesloten. De eenheden 15, 16 zijn in serie i geschakeld met elkaar in een circuit lopend vanaf de klem 21 door de eenheid 15, het omschakelcontact b2 in de weergegeven stand, het gesloten thermostaatcontact ; 4Ö c2 en de eenheid 16 naar de andere klem 22 van de stroombron.

8020461 - 9 -

De stroom lopende door de eenheden 15, 16 in dit circuit veroorzaakt afkoeling van het element 17 en verwarming van het element 18. De eenheden 15, 16 zijn zodanig afgestemd op het constante voltage van de stroombron 5 dat het totale verpompte warmtevermogen van de in serie geschakelde eenheden, bij normale bedrijfstemperatuur in de koelkast, ruim voldoende is voor het compenseren van de warmtestroom die in de koelkast binnendringt vanaf de buitenzijde door de isolatie heen. Dit verpompte 10 warmtevermogen is echter te laag om in staat te zijn de gewenste afkoeling van de koelkast tot stand te brengen tot de bedrijfstemperatuur binnen een redelijke tijdsperiode. Om dit afkoelingsproces te versnellen wordt het contact 23 kort ingeschakeld, waardoor de wikkeling 15 EL van de relaisschakelaar wordt bekrachtigd. De relais-schakelaar bedient zijn maakcontact bl en het overschakel-contact b2. Het contact b2 sluit een circuit vanaf de klem 21 via de eenheid 15 en het omschakelcontact b2 naar de klem 22, en het contact bl wordt gesloten en 20 een parallelcircuit vanaf de klem 21 via het maakcontact bl en de eenheid 16 naar de klem 22. Elk der eenheden 15, 16 ontvangt nu het volle voltage van de stroombron.

De eigenschappen van een eenheden 15, 16 zijn zodanig gekozen, dat het er door verpompte warmtevermogen bij 25 dit bedrijfsvoltage aanmerkelijk uitgaat boven dat ontwikkeld bij de serieschakeling. De bediening van de relaisschakelaar B resulteert eveneens in het sluiten ' van een houdcircuit, dat zich uitstrekt vanaf de klem 21 via het maakcontact bl, het gesloten thermostaatcontact 30 cl, de weerstand 24 en de wikkeling BL naar de klem 22. Dientengevolge blijft de relaisschakelaar B in bedrijf wanneer het contact 22 naar zijn open stand terugkeert.

Het toegenomen verpompte warmtevermogen, resulterend uit de parallelschakeling, zorgt voor een relatief snelle 35 daling van de temperatuur in de koelkast. Wanneer de vooraf bepaalde temperatuur is bereikt, opent het thermostatische element C zijn elementen cl en c2. Het contact cl schakelt de houdstroom uit via de wikkeling BL, zodat de relaisschakelaar B uitvalt en de eenheden 40 15 en 16 opnieuw in serie zullen worden geschakeld via 8020461 -10- de contacten bl en b2. De opening van het contact c2 zorgt er voor dat de weerstand 25 het genoemde contact overbrugt om in de serieschakeling te worden opgenomen via de eenheden 15 en 16. De weerstand van de weerstand 25 5 is zodanig gekozen, dat het warmtevermogen verpompt door de eenheden 15 en 16 wordt verlaagd tot een waarde die iets lager is dan degene vereist voor het houden van de koelkast op de vooraf bepaalde temperatuur. Diéntengevolge zal de temperatuur van de koelkast de neiging hebben 10 langzaam te stijgen, zodat de thermostaatcontact cl, c2 na een bepaalde tijd weer zullen worden gesloten. Het sluiten van het contact cl zorgt voor het optreden van een stroom in een aftakking die parallel is geschakeld met de eenheid 16 en die het contact cl opneemt in serie met 15 de weerstand 24 en de wikkeling BL. Daar deze aftakking slechts de helft van het voltage van de stroombron krijgt en de serieweerstand 24 omvat zal de stroom door BL te zwak zijn om het relais in bedrijf te stellen. Het sluiten van het contact c2 zorgt voor het kortsluiten van de 20 serieweerstand 25, resulterend in een toename van de stroom door de eenheden 16, 17 in een mate dat de er door verpompte warmte iets uitgaat boven die vereist voor het compenseren van de warmtestroom welke door de isolatie heendringt. Dientengevolge zal de temperatuur van de :25 koelkast nu de neiging hebben te dalen, zodat na een zekere periode het thermostaatcontact c2 opnieuw opengaat om de serieweerstand 25 in te schakelen, enz.

Daar elk van de waaiermotoren parallel is geschakeld met één van de afzonderlijke eenheden 15, 16 : 30 zal het voltage dat aan elk der waaiermotoren wordt toegevoerd wanneer de eenheden in serie zijn geschakeld, de helft bedragen en het opgenomen vermogen ongeveer een vierde van het toegevoerde voltage en van het opgenomen vermogen wanneer de eenheden parallel zijn geschakeld.

: 35 De beschreven eenvoudige inrichting levert dus een automatische instelling van het krachtsverbruik van de waaiers overeenkomstig de behoefte. Deze instelling is bijzonder waardevol voor de binnenste waaier 19, daar het aan deze waaier toegevoerde vermogen de hoeveelheid 40 warmte vergroot die door de thermo-elektrische warmte- 8020461 - 11 - pomp moet worden afgevoerd.

Wannneer de relaisschakelaar B in de bedrijfs-stand is wordt een waarschuwingslamp 26 bekrachtigd in een circuit vanaf de klem 21 via het gesloten contact bl, 5 het gesloten contact c2, de lamp 26 en het omschakelcontact b2 in zijn bedrijfsstand naar de klem 22.

Bij de bovenbeschreven werking van de inrichting werd aangenomen dat de contacten cl en c2 gelijktijdig worden geopend en gesloten. Het is echter eveneens mogelijk, 10 zonder een aanzienlijke verandering van de werking, het contact cl zodanig in te stellen dat het opent en sluit bij temperaturen die iets verschillen van die waarbij het contact c2 sluit en opent. Indien bijv. het contact cl is uitgevoerd om te sluiten bij een iets hogere temperatuur 15 dan het contact c2, blijft het contact cl geopend zolang de temperatuur in de koelkast niet de vooraf bepaalde waarde overschrijdt. Door deze inrichting wordt het in-en uitschakelen geëlimineerd van een stroom door het contact c2, welke zal optreden wanneer beide contacten 20 gelijktijdig worden bediend.

De beschreven inrichting is primair ontworpen ; voor gebruik in een mobiele koelinstallatie waarbij de ; krachtsbron wordt gevormd door een batterij. Het is natuurlijk mogelijk automatisch middelen te verschaffen 25 voor het brengen van de schakelaar in de parallelle stand zodra de temperatuur van de koelkast stijgt tot een waarde die aanmerkelijk hoger is dan de boven aangegeven waarde. Bij een mobiele koelinstallatie kan een dergelijke inrichting er echter toe bijdragen dat de batterij wordt 30 ontladen, bijv. indien de deur van de koelkast per ongeluk gedurende een lange tijdsperiode open blijft staan.

Het is natuurlijk mogelijk de beschreven relaisschakelaar te vervangen door een met de hand bediende omschakelaar. In dat geval moet de gebruiker er voor ; 35 zorgen dat de schakelaar in de seriegeschakelde stand wordt teruggebracht na een juiste tijdsperiode.

De fig. 4 tot 6 tonen een voorbeeld van het ontwerp van de warmte-uitwisselende elementen, dienende voor het tot stand brengen van de warmte-overdracht vanaf : 4Ó. de thermo-elektrische warmtepomp naar de gekoelde ruimte 8020461 - 12 - en naar de buitenlucht. Daar de genoemde elementen identiek van ontwerp zijn, zal het voldoende zijn slechts één ervan te beschrijven. Het element omvat een plaat 28 gemonteerd op de isolerende wand 27 van de koelkast en 5 op zijn binnenzijde voorzien van een uitsteeksel 29, dat steekt in een uitsparing in de wand van de koelkast en dat aanligt tegen een zijde van de thermo-elektrische warmtepompeenheden 30, 31, om.de transmissie van warmte daarvan mogelijk te maken. Op de buitenzijde is de plaat 10 28 voorzien van flenzen 32 waarvan een gedeelte is weggesneden voor het vormen van een cilindrische uitsparing 33 voor een waaier. De waaier is gemonteerd op een ondersteuningsstaaf 34, die is bevestigd aan de twee buitenste flenzen 32 en die een motor 35 omvat en 15 een waaierwiel dat is gemonteerd op de as van de motor, welk waaierwiel een rotorplaat 36 omvat en een stel schoepen 37, bevestigd aan de rotorplaat. Rotatie van het waaierwiel veroorzaakt een luchtstroom naar buiten toe vanaf het waaierwiel in beide richtingen langs de flenzen 32, 20 resulterend in een sterk verbeterde warmte-overdracht tussen het element en de lucht. Dit voordeel is van bijzonder belang voor het koelelement dat binnen de koude ruimte is geplaatst. Het element neemt weinig ruimte in.

Dit vergemakkelijkt het verzamelen en de afvoer van 25 condensaat gevormd op het element. Daar de temperatuur- gradiënt tussen de lucht en het element zeer klein zal zijn (in de regel minder dan 1°C), zal geen ijs worden gevormd op het element bij de normale koelkast-temperatuur van 8°C.

30 Bij de beschreven uitvoeringsvormen wordt de uitvinding toegepast voor koelkasten. De uitvinding is echter eveneens toepasbaar voor inrichtingen voor warme opslag, in welk geval de verpompte warmtestroom naar binnen toe wordt gericht, of voor het handhaven van 1 35 een vooraf bepaalde opslagtemperatuur onafhankelijk daarvan of deze hoger of lager is dan de omgevingstemperatuur, in welk geval automatische middelen moeten worden aangebracht voor het aanpassen van de richting van de elektrische stroom door de thermo-elektrische 40 eenheden op de omstandigheden, bijv. een schakelaar voor 8020461 - 13 - het verwisselen van de polariteit, welke is uitgevoerd om automatisch te worden bestuurd door de temperatuur-voelermiddelen van de opslagruimte, op zodanige wijze dat omkering van de stroom plaatsvindt telkens wanneer 5 de temperatuur van de opslagruimte een bepaalde waarde passeert.

Bij de beschreven uitvoeringsvormen wordt een schakelaar in een eerste stand aangebracht voor het verbinden van twee warmtepompeenheden in serie en in 10 een tweede stand voor het parallel met elkaar verbinden van de twee warmtepompeenheden. De inrichting volgens de uitvinding kan echter worden uitgevoerd voor het verschaffen van meer dan twee schakelstanden of stroom-circuitomstandigheden. In een warmtepomp omvattende 15 zes indentieke eenheden kunnen deze eenheden bijv.

in een eerste circuittoestand worden geschakeld voor het vormen van een enkele keten van serie-geschakelde eenheden, in een tweede circuittoestand voor het vormen van twee parallel-geschakelde ketens elk bestaande ! 20 uit drie in serie geschakelde eenheden, en in een derde circuittoestand voor het vormen van drie parallel-geschakelde ketens elk bestaande uit twee in serie geschakelde eenheden.

- conclusies - 8020461

Claims (6)

1. Inrichting voor het koelen of verwarmen van een opslagruimte voorzien van warmte-isolerende wanden, omvattende een thermo-elektrische warmtepomp uitgevoerd voor het overbrengen van warmte tussen een warmte-uitwisselend 5 element binnen de ruimte en een warmte-uitwisselend element blootgesteld aan een uitwendig medium, bijvoorbeeld de atmosferische lucht, en een bron van gelijkstroom met een nagenoeg constant voltage voor het voeden van de warmtepomp, met het kenmerk, dat de thermo-10 elektrische warmtepomp bestaat uit ten minste twee nagenoeg identieke eenheden (1,2; 15,16; 30,31) of groepen van eenheden, elk uitgevoerd voor het overbrengen van een deel van de verpompte warmtestroom, en dat een serie-parallelschakelaar (A,B) is aangebracht voor het verbinden : 15 van de genoemde eenheden of groepen van eenheden met de gelijkstroombron in serie of parallel met elkaar, welke eenheden respectievelijk groepen zijn gekenmerkt door een zodanige relatie tussen het verpompte warmtevermogen en de bedrijfsstroom dat de hoogste stroom die door de stroom- 1 20 bron kan worden opgewekt om door de in serie geschakelde eenheden of groepen van eenheden te stromen aanmerkelijk lager is dan de stroom waarbij het verpompte warmtevermogen zijn maximum bereikt.

2. Inrichting volgens conclusie 1, m e t het 25 kenmerk, dat een voelerelement (11, fig. 1; C, fig. 4) dat de temperatuur van de koude of warme opslagruimte waarneemt, is aangebracht voor het regelen van de schakelaar (A,B) op zodanige wijze dat de schakelaar in de parallelle stand wordt gesteld zodra de temperatuur stijgt boven 30 of daalt onder respectievelijk een vooraf bepaalde maximale of minimale waarde voor de koude respectievelijk de warme opslagruimte. 1 8020461 Inrichting volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat een voelerelement (11, fig. 1) 35 dat de temperatuur in de opslagruimte waarneemt, is aangebracht voor het leveren van een signaal dat continu - 15 - varieert met de temperatuur en dat een inrichting (7, fig. 1) voor het instellen van de elektrische stroom door de warmtepomp (1,2) is aangebracht om bestuurd te worden door het signaal voor het tot stand brengen van een nagenoeg 5 continue instelling van de bedrijfsstroom van de genoemde elementen of groepen ten minste wanneer deze in serie zijn geschakeld.

4. Inrichting volgens conclusie 3, m e t het kenmerk, dat de schakelaar (A) is uitgevoerd om te 10 worden bestuurd door een elektrische hoeveelheid variërend met de stroom door één van de eenheden (1,2) of groepen van eenheden.

5. Inrichting volgens één der conclusies 1-4, met het kenmerk, dat het voelerelement (C) 15 dat de temperatuur waarneemt van de koude of warme opslagruimte is uitgevoerd voor het regelen van een contact (c2) voor het kortsluiten van een weerstand (25) die in serie is geschakeld met de in serie geschakelde eenheden (15,16) of groepen op zodanige wijze dat het contact zal sluiten 20 wanneer de temperatuur van de koude of warme opslagruimte stijgt tot boven respectievelijk daalt tot onder een vooraf bepaalde waarde.

6. Inrichting volgens één der voorgaande conclusies, waarbij een waaier (19) aangedreven door een elektromotor 25 is aangebracht in de opslagruimte voor het leveren van een luchtstroom tegen het warmte-uitwisselend element van de opslagruimte, met het kenmerk, dat de waaiermotor parallel is geschakeld met één (16) van de eenheden (15,16) of groepen.

7. Inrichting volgens conclusie 6, waarbij een tweede waaier (20) aangedreven door een elektromotor is aangebracht voor het leveren van een luchtstroom tegen het buitenste warmte-uitwisselend element (18), m e t h e t k e n-m e r k, dat de waaiermotor van de tweede waaier (20) 35 parallel is geschakeld met de andere (15) eenheden of groepen. 8020461