WO2006117149A1 - Tragbarer temperierbehälter - Google Patents

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WO2006117149A1
WO2006117149A1 PCT/EP2006/003985 EP2006003985W WO2006117149A1 WO 2006117149 A1 WO2006117149 A1 WO 2006117149A1 EP 2006003985 W EP2006003985 W EP 2006003985W WO 2006117149 A1 WO2006117149 A1 WO 2006117149A1
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tempering
wall
temperierbehälter
solar module
top wall
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PCT/EP2006/003985
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English (en)
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Julian Baugatz
Oliver Lang
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Cool Mountain Collection Ag
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Publication date
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    • 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
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F25D23/069—Cooling space dividing partitions
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    • F25D2331/80—Type of cooled receptacles
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    • F25D2400/00—General features of, or devices for refrigerators, cold rooms, ice-boxes, or for cooling or freezing apparatus not covered by any other subclass
    • F25D2400/12—Portable refrigerators

Definitions

  • the invention relates to a portable temperature control.
  • DE 200 13 775 Ul describes a cooling container with a universal exchange module for cooling, which is formed for example by a thermoelectric converter device and can be attached to different devices.
  • a portable cooling unit is known, on the outside of which solar cells can be attached, with which a cooling unit is supplied with energy.
  • a cool box which is divided by a vertical partition into two chambers, wherein in the bottom region of a chamber an ice container is provided, the cooling capacity, since it is located on the ground, only with low efficiency in the rest Volume of the cooler is transmitted.
  • the dividing wall is provided with openings whose cross-section, relative to the area of the dividing wall, is smaller in the lower area than in the upper area.
  • the two separated by the intermediate wall chambers have different Temper atur notion, wherein the temperature of the chamber, in the bottom region of the ice container is arranged, is lower than the temperature in the other chamber.
  • a tempering which has an outer space and an inner space, which are held at different temperatures and separated by insulating material.
  • a heat exchanger is provided in a lid of the container.
  • another tempering such as dry ice, arranged in the inner space.
  • a fan is provided, with which an air flow is driven through the heat exchanger, which flows through the rooms.
  • a refrigerator which has a storage space which is stable at variable temperatures in its inner cooling chamber.
  • a variable temperature boiler room On one side of the storage room, a variable temperature boiler room is formed.
  • cooling air in a freezing chamber flows through the variable temperature storage space in a rear path.
  • the amount of cooling air of this path is adjustable.
  • heated air from the heater flows through the variable temperature storage room and then back into the boiler room.
  • the invention has for its object to provide a portable temperature control, which has at least two chambers in which Temperiergut can be tempered with high efficiency and in a wide power range.
  • the tempering according to the invention contains two, separated by a partition from each other chambers above which the tempering is.
  • at least one flow-through opening is provided in the dividing wall near the top wall and near the bottom wall. These flow-through openings become effective only if different temperatures prevail between the two chambers, for example as a result of different temperature-controlled material.
  • the additionally provided fan achieves a constant circulating flow between the chambers, which runs along the tempering body in its upper region, so that the tempering efficiency is increased overall.
  • FIG. 1 shows a schematic section through a tempering container according to the invention, cut in the plane II of FIG. 2,
  • Figure 2 is a sectional view of the container of Figure 1, taken in the plane II-II of Figure 1,
  • Figure 3 shows a matching circuit for improving a to a thermoelectric
  • FIG. 5 shows a circuit according to FIG. 3 supplemented by a switching device.
  • a temperature control container has a bottom wall 6, side walls 8 and a top wall 10.
  • the interior of the container is divided by a partition wall 12 into chambers 14 and 16.
  • the top wall 10 is sandwiched between a heat exchanger body 18 and a tempering 20, which are in intimate contact with a preferably designed as a Peltier element 22 thermoelectric converter whose power supply is not shown in Figure 1.
  • a fan 24 is provided for an intensive heat exchange between the ambient air and the surface of the heat exchanger body 18.
  • the components 18, 20, 22 and 24 form a per se known tempering device, depending on the polarity of the connection of the Peltier element 22 to a power source, the temperature control body 20 cools or heats.
  • At least one throughflow opening 26 is provided in the lower region of the partition wall 12 and at least one further throughflow opening in the upper region 28 provided.
  • a fan 30 is arranged, which drives an air flow through the flow opening 26 therethrough.
  • a circulating through the chambers 14 and 16 air flow is formed, which ensures that the temperature of the material to be tempered to the temperature of the tempering body s 20 equalizes.
  • the fan 30 may be disposed in the upper flow opening 28.
  • a conventional axial fan can be used, which builds flat.
  • the upper throughflow opening 28 is advantageously located within a recess of the tempering 20, in order to intensify the heat exchange.
  • the entire container housing is advantageously formed in two parts, wherein the front in the figures front side wall for loading and unloading of the interior is removable (parting line 32) and the remaining part of the container walls advantageously integrally formed including the partition wall 12, for example is poured.
  • the assembly can be made such that the Peltier element 22 is inserted into the top wall 10, then the provided with corresponding recesses for the partition wall 12 tempering 20 is used, the heat exchanger body 18 is placed and the fan 24 is placed, the parts, for example by means of continuous Bolt under pressure of the body 18 and 20 are secured against the top wall 10.
  • the fan 30 is inserted into the flow-through opening 26, wherein the electrical connection is laid in the partition wall 12 and is connected to the not shown electrical connection of the Peltier element 22 and the fan 24.
  • the dividing line 32 may, for example, meander.
  • the connection between the front wall 34 and the remainder of the container may be made by any suitable means, such as a drawstring, Velcro, etc.
  • the wall material is advantageously foamed plastic, the surface of which is closed pore-porous or additionally laminated with a film. It is understood that other temperature-insulating wall structures are possible.
  • the container may be provided with a handle and / or straps, not shown.
  • the chambers 14 and 16 can be filled with molded parts 36 which are shaped as required, advantageously deformable and made of foam, which hold the temperature-controlled material in a shock-proof manner and additionally effect that inside the chambers no unnecessarily large volume of air is present, especially outside of the circulation flow for which a path is kept free.
  • the one or more moldings are advantageously compressed elastically by the material to be tempered.
  • Peltier element 22 and the fan 24 and 30 are advantageously used in its construction known per se solar module 40 (see block diagram Fig. 3), which may be attachable to the container may be present separately from the container or integrated into the container ,
  • a matching circuit 42 which includes a known MPP controller 44, a DC / DC converter 46, a switch operating circuit 48 and a switch 50. Connection points between the Peltier element 22, the matching circuit 42 and the solar module 40 are denoted by 52.
  • the function of the matching circuit 42 is as follows:
  • the switch 50 While the solar radiation to the solar module 40 is well below the nominal radiation, ie, the output power of the Peltier element 22, for example, in the range between 20 and 80% of its rated power, the switch 50 is open, so that the output voltage of the Peltier element 22 under control of the MPP controller over the DC / DC converter 46 is adjusted. When the output power of the solar module 40 exceeds 80% of its rated power, the switch operation circuit 48 closes the switch 50 so that the Peltier element 22 is directly coupled to the solar module 40.
  • Figure 4 illustrates the function schematically. The abscissa shows the solar radiation in the range between a minimum irradiation P MIN and a maximum irradiation P MAX .
  • P MIN may be 5-20 % of P MAX .
  • P MAX may correspond to the maximum terrestrial irradiance of 1000W / m 2 .
  • the ordinate indicates voltages or power.
  • the dashed curve a indicates the output power of the transducer 46 over the solar radiation.
  • the double-dotted curve b indicates the output voltage of the converter 46, the single-dotted curve c indicates the voltage of the solar module 40.
  • the switch 50 is switched on from point H, when the solar radiation reaches about 80% of the maximum power or the output of the solar module about 80% of the rated power, so that the lying on the Peltier element 22 voltage b directly the output voltage of the solar module c is.
  • the matching circuit 42 may be integrated in the top wall 10 or the heat exchanger body 18, so that the solar module only needs to be connected to designated ports. It is understood that further connections can be provided, to which an external battery or an external other voltage source can be connected. Next, the container may have batteries that are additionally charged in sunlight and their energy is available in sunshine-free time for operating the container. With the aid of an additional electronics unit, small electronic consumers such as mobile phones, organizers, GPS devices etc. can be supplied with energy from the solar module.
  • FIG. 5 shows a circuit with which the above-described problem is reduced:
  • connection point 52 of the matching circuit 42 is not connected directly to the solar module 40, but via two switches S 1 and S 2, which belong to a switching device 54, that of the MPP controller or any other, of the output power of the solar module 40 dependent unit is controlled. Further, connection points 56 are shown, via which the fan 24 and preferably additionally the fan 30 not shown in FIG. 5 are connected.
  • the switch Sl represents a circuit breaker which connects the connection points 52 and 56 in the closed state.
  • the switch S2 represents a changeover switch which connects the solar module 40 optionally to the connection point 56 or the connection point 52.
  • the function of the switching device 54 with the switches Sl and S2 is the following:
  • the disconnecting switch Sl is opened and the changeover switch S2 is operated alternately.
  • the respective periods of time are adapted to the performance of the Peltier element 22 and the geometry of the heat exchanger body 18 and the tempering 20 and the performance of the fan 24 in particular. While the Peltier element is supplied with power and, for example, cools the temperature control body 20 and heats the heat exchanger body 18, the surface temperatures of the heat exchanger body 18 and the temperature control body 20 change.
  • the solar module delivers about 5 watts at full power, of which about 1.5 watts are consumed for the fans, so that for the Peltier element 3.5 watts are available.
  • the fans which can be additionally regulated, require about 1.0 watts, leaving only 1.5 watts for the Peltier element. Below 1.5 watts, the cooling performance of the Peltier element decreases sharply, so it is advantageous to go to the interval mode, the overall brings the greater efficiency advantages, the lower the solar radiation or the output of the solar module.
  • the circuit according to FIG. 5 can be modified in many ways.
  • the switches Sl and S2 can be designed as semiconductor elements.
  • the interval circuit 54 can also be used without the matching circuit 42 and also brings advantages to other tempering containers which are supplied with energy by means of one or more solar modules or other energy sources and have a thermoelectric converter, in particular a Peltier element, as well as fans.
  • the container can be modified in many ways. For example, it can be composed of several individual components.
  • the partition wall can be an insertion part or otherwise removable, so that larger tempering or refrigerated goods can be accommodated.
  • the lid may be removable together with the tempering device.
  • Several chambers can be provided.
  • the matching circuit may be part of the solar module, etc.

Abstract

Ein tragbarer Temperierbehälter, enthaltend einen von einer Bodenwand (6), Seitenwänden (8, 34) und einer Oberwand (10) aus thermisch isolierendem Material umschlossenen Innenraum (14, 16), und eine an der Oberwand befestigte, an eine elektrische Energiequelle anschließbare Temperiereinrichtung (18, 20, 22) mit einem von der Oberwand in den Innenraum einragenden Temperierkörper (20) und einem außen an der Oberwand angeordneten Wärmetauscherkörper (18), ist dadurch gekennzeichnet, dass der Innenraum durch wenigstens eine sich zwischen der Bodenwand (6) und der Oberwand (10) erstreckende Trennwand (12) in wenigstens zwei zumindest teilweise vom Temperierkörper (20) überdeckte Kammern (14, 16) zur Aufnahme von zu temperierendem Gut unterteilt ist, in welcher Trennwand nahe der Oberwand (10) und nahe der Bodenwand (6) wenigstens eine Durchströmöfmung (26, 28) ausgebildet ist, wobei in wenigstens einer der Durchströmöffnungen ein Lüfter (30) angeordnet ist.

Description

Tragbarer Temperierbehälter
Die Erfindung betrifft einen tragbaren Temperierbehälter.
Tragbare Temperierbehälter sind in vielfältiger Weise bekannt. So beschreibt das DE 200 13 775 Ul einen Kühlbehälter mit einem universellen Wechselmodul zur Kühlung, das beispielsweise durch eine thermoelektrische Wandlereinrichtung gebildet ist und an unterschiedlichen Geräten anbringbar ist.
In der DE 102 28 684 Al ist ein aufblasbarer Kühlbehälter beschrieben, an dem ein Kühlaggregat mittels einer Steckvorrichtung anbringbar ist.
Die DE 197 28 539 Al beschreibt eine faltbare Kühlbox, in deren Deckel ein thermoelektri- sches Kühlaggregat angebracht ist.
Aus der GB 2 250 084 A ist ein tragbares Kühlgerät bekannt, an dessen Außenseite Solarzellen anbringbar sind, mit denen ein Kühlaggregat mit Energie versorgt wird.
In dem DE 297 16 137 Ul, von dem im Oberbegriff des Anspruchs 1 ausgegangen wird, ist ein Temperierbehälter beschrieben, bei dem sich unterhalb eines oben in einem Kühlraum angeordneten Kühlkörpers eine Isolierplatte befindet. Um den Kühlraum in intensiven Wärmetausch mit dem Kühlkörper zu bringen, ist ein Gebläse vorgesehen, das Luft aus dem Kühlraum ansaugt und oberhalb der Isolierplatte durch den Kühlkörper transportiert, aus dem heraus die gekühlte Luft in den Kühlraum gelangt. Ohne diese zwangsweise Luftzirkulation wäre die Kühlwirkung der Kühlplatte wegen der unter ihr angeordneten Isolierplatte sehr beschränkt.
Das DE 69 13 225 Ul beschreibt einen tragbaren Temperierbehälter, der durch senkrechte Wände in mehrere Kammern unterteilt ist, wobei in einigen der Kammern Kälteträgerplatten aufgenommen sind, zwischen denen und den Trennwänden Strömungspfade bestehen, die durch unten in den Trennwänden ausgeführte Durchströmöffnungen in die benachbarten Kühlkammern führen, aus denen die erwärmte Luft durch oben in den Trennwänden ausgebildete Durchströmungsöffnungen in die Kälteträgerkammern gelangt. Die Durchströmöffnungen müssen somit zwangsläufig vorhanden sein; andernfalls wäre die Kälteleistung des Kälteträgers nicht nutzbar.
In dem DE 19 05 546 Ul ist eine Kühlbox beschrieben, die durch eine senkrechte Trennwand in zwei Kammern unterteilt ist, wobei im Bodenbereich einer Kammer ein Eisbehälter vorgesehen ist, dessen Kälteleistung, da er sich am Boden befindet, nur mit geringer Wirksamkeit in das restliche Volumen der Kühlbox übertragen wird. Die Trennwand ist mit Durchbrüchen versehen, deren Querschnitt, bezogen auf die Fläche der Trennwand, im unteren Bereich klei- ner ist als im oberen Bereich. Die beiden durch die Zwischenwand abgetrennten Kammern haben unterschiedliches Temper aturniveau, wobei die Temperatur der Kammer, in deren Bodenbereich der Eisbehälter angeordnet ist, niedriger ist als die Temperatur in der anderen Kammer.
Aus der DE 100 10 718 Al ist ein Temperierbehälter bekannt, der einen äußeren Raum und einen inneren Raum aufweist, die auf unterschiedlichen Temperaturen gehalten werden und mittels Isoliermaterial voneinander getrennt sind. In einem Deckel des Behälters ist ein Wärmetauscher vorgesehen. Im inneren Raum ist ein weiteres Temperierungsmittel, beispielsweise aus Trockeneis, angeordnet. Im Wärmetauscher ist ein Gebläse vorgesehen, mit dem eine Luftströmung durch den Wärmetauscher hindurch angetrieben wird, die die Räume durchströmt.
In der DE 103 56 963 Al ist ein Kühlschrank beschrieben, der in seiner inneren Kühlkammer einen auf variabler Temperatur haltbaren Lagerraum aufweist. Auf einer Seite des Lagerraums ist ein Heizraum mit variabler Temperatur ausgebildet. In einem ersten örtlichen Umwälzpfad strömt Kühlluft in einer Gefrierkammer durch den Lagerraum mit variabler Temperatur in einem hinteren Pfad. Die Kühlluftmenge dieses Pfades ist einstellbar. In einem zweiten örtlichen Umwälzpfad strömt von der Heizeinrichtung erwärmte Luft durch den Lagerraum mit variabler Temperatur und dann zurück in den Heizraum. In dem Lagerraum mit variabler Temperatur können unterschiedliche Temperaturbereiche eingestellt werden, so dass es möglich ist, zur Lagerung beispielsweise von Lebensmitteln jeweils optimale Lagertemperaturen einzustellen. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen tragbaren Temperierbehälter zu schaffen, der wenigstens zwei Kammern aufweist, in denen Temperiergut mit hohem Wirkungsgrad und in einem breiten Leistungsbereich temperiert werden kann.
Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Der erfindungsgemäße Temperierbehälter enthält zwei, durch eine Trennwand voneinander abgetrennte Kammern, oberhalb derer sich der Temperierkörper befindet. Zur Verbesserung der Temperierwirksamkeit ist in der Trennwand nahe der Oberwand und nahe der Bodenwand wenigstens je eine Durchströmöffnung vorgesehen. Diese Durchströmöffnungen werden an sich nur wirksam, wenn zwischen den beiden Kammern beispielsweise infolge unterschiedlichen Temperiergutes unterschiedliche Temperaturen herrschen. Durch den zusätzlich vorgesehenen Lüfter wird eine ständige umlaufende Strömung zwischen den Kammern erzielt, die in ihrem oberen Bereich an dem Temperierkörper entlang verläuft, so dass die Temperierwirk- samkeit insgesamt erhöht wird.
Mit den Merkmalen des Anspruchs 2 wird die Wirksamkeit der umlaufenden Strömung weiter erhöht.
Die weiteren Unteransprüche sind auf vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Temperierbehälters gerichtet, wobei speziell die Ansprüche 8 bis 10 auf die Aufrechterhaltung eines guten Wirkungsgrades bei schwankender Sonneneinstrahlung gerichtet sind.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand schematischer Zeichnungen beispielsweise und mit weiteren Einzelheiten erläutert.
In den Figuren stellen dar:
Figur 1 einen schematischen Schnitt durch einen erfindungsgemäßen Temperierbehälter, geschnitten in der Ebene I-I der Figur 2, Figur 2 eine Schnittansicht des Behälters gemäß Figur 1 , geschnitten in der Ebene II-II der Figur 1 , Figur 3 eine Anpassschaltung zur Verbesserung eines an einen thermoelektrischen
Wandler angeschlossenen Solarmoduls, Figur 4 Spannungs- bzw. Leistungskurven zur Erläuterung der Schaltung gemäß Figur
3, und Figur 5 eine um eine Schalteinrichtung ergänzte Schaltung gemäß Figur 3.
Gemäß Figur 1 weist ein Temperierbehälter eine Bodenwand 6, Seitenwände 8 und eine Ober- wand 10 auf. Der Innenraum des Behälters ist durch eine Trennwand 12 in Kammern 14 und 16 unterteilt. Die Oberwand 10 ist sandwichartig zwischen einem Wärmetauscherkörper 18 und einem Temperierkörper 20 aufgenommen, die in inniger Berührung mit einem vorzugsweise als Peltierelement 22 ausgebildeten thermoelektrischen Wandler stehen, dessen Energieversorgung in Figur 1 nicht dargestellt ist. Für einen intensiven Wärmetausch zwischen der Umgebungsluft und der Oberfläche des Wärmetauscherkörpers 18 ist ein Lüfter 24 vorgesehen.
Die Bauteile 18, 20, 22 und 24 bilden eine im Aufbau an sich bekannte Temperier einrichtung, die je nach Polung des Anschlusses des Peltierelements 22 an eine Stromquelle den Temperier- körper 20 kühlt oder erwärmt.
Um einen möglichst intensiven Wärmetausch zwischen dem Temperierkörper 20 und in den Kammern 14 bzw. 16 enthaltenem Temperiergut (dargestellt ist eine Flasche 25) zu erreichen, ist im unteren Bereich der Trennwand 12 wenigstens eine Durchströmöffnung 26 und im obe- ren Bereich wenigstens eine weitere Durchströmöffnung 28 vorgesehen.
In der unteren, bodennahen Durchströmöffnung 26 ist ein Lüfter 30 angeordnet, der eine Luftströmung durch die Durchströmöffnung 26 hindurch antreibt. Wie ersichtlich, bildet sich eine durch die Kammern 14 und 16 zirkulierende Luftströmung aus, die dafür sorgt, dass sich die Temperatur des zu temperierenden Gutes an die Temperatur des Temperier körper s 20 angleicht. Alternativ kann der Lüfter 30 in der oberen Durchströmöffnung 28 angeordnet sein. Als Lüfter 30 kann ein üblicher Axiallüfter verwendet werden, der flach baut.
Die obere Durchströmöffnung 28 befindet sich vorteilhafterweise innerhalb einer Aussparung des Temperierkörpers 20, um den Wärmeaustausch zu intensivieren.
Wie aus Figur 2 ersichtlich, ist das gesamte Behältergehäuse vorteilhafterweise insgesamt zweiteilig ausgebildet, wobei die in den Figuren vordere Seitenwand zum Be- und Entladen des Innenraums abnehmbar ist (Trennlinie 32) und der restliche Teil der Behälterwandungen vorteilhafterweise einschließlich der Trennwand 12 einteilig ausgebildet, beispielsweise gegossen, ist.
Die Montage kann derart erfolgen, dass das Peltierelement 22 in die Oberwand 10 eingesetzt wird, anschließend der mit entsprechenden Aussparungen für die Trennwand 12 versehene Temperierkörper 20 eingesetzt wird, der Wärmetauscherkörper 18 aufgesetzt wird und der Lüfter 24 aufgesetzt wird, wobei die Teile beispielsweise mittels durchgehender Schraubbolzen unter Anpressung der Körper 18 und 20 gegen die Oberwand 10 befestigt werden. Der Lüfter 30 wird in die Durchströmöffnung 26 eingesetzt, wobei der elektrische Anschluss in der Trennwand 12 verlegt ist und mit dem nicht dargestellten elektrischen Anschluss des Peltiere- lements 22 und des Lüfters 24 verbunden wird. Durch Ansetzen der Vorderwand 34 (Figur 2) wird der Behälter komplettiert. Die Trennlinie 32 kann beispielsweise mäanderförmig verlaufen. Die Verbindung zwischen der Vorderwand 34 mit dem Rest des Behälters kann mittels jedwelcher geeigneter Mittel erfolgen, beispielsweise Schnurzug, Klettband usw.
Das Wandmaterial ist vorteilhafterweise geschäumter Kunststoff, dessen Oberfläche geschlos- senporig ist oder zusätzlich mit einer Folie kaschiert ist. Es versteht sich, dass auch andere temperaturisolierende Wandaufbauten möglich sind.
Der Behälter kann mit einem nicht dargestellten Henkel und/oder Tragegurten versehen sein.
Wie aus Figur 2 ersichtlich, können die Kammern 14 und 16 mit bedarfsgerecht geformten, vorteilhafterweise verformbaren und aus Schaumstoff bestehenden Formteilen 36 gefüllt sein, die das Temperiergut stoßsicher halten und zusätzlich bewirken, dass im Inneren der Kammern kein unnötig großes Luftvolumen vorhanden ist, insbesondere außerhalb der Zirkulationsströmung, für die ein Pfad freigehalten wird. Der oder die Formkörper werden vorteilhafterweise durch das zu temperierende Gut elastisch zusammengedrückt.
Zur Energieversorgung des Peltierelements 22 und der Lüfter 24 und 30 dient vorteilhafterweise ein in seinem Aufbau an sich bekanntes Solarmodul 40 (siehe Blockschaltbild Fig. 3), das am Behälter befestigbar sein kann, vom Behälter getrennt vorhanden sein kann oder in den Behälter integriert sein kann.
Solarmodule werden üblicherweise in einem festen Spannungsbereich (MPP = Maximum Power Performance) betrieben, auch wenn die Sonneneinstrahlung und damit die Ausgangsleistung des Solarmoduls zwischen beispielsweise 20 und 100 % schwankt. Gegenüber einer idealen Ankopplung an das Peltierelement 22 bei einer Sonneneinstrahlung bzw. Ausgangsleistung zwischen 80 und 100 % führt das zu einer Fehlanpassung im Teillastbereich zwischen bei- spielsweise 20 und 80 % .
Um dies zu verhindern, ist eine Anpassschaltung 42 vorgesehen, die einen an sich bekannten MPP Regler 44, einen DC/DC-Wandler 46, eine Schalterbetätigungsschaltung 48 und einen Schalter 50 enthält. Verbindungspunkte zwischen dem Peltierelement 22, der Anpassschaltung 42 und dem Solarmodul 40 sind mit 52 bezeichnet.
Die Funktion der Anpassschaltung 42 ist folgende:
Während die Sonneneinstrahlung auf das Solarmodul 40 deutlich unter der Nenneinstrahlung liegt, d.h. die Ausgangsleistung des Peltierelements 22 beispielsweise im Bereich zwischen 20 und 80 % seiner Nennleistung liegt, ist der Schalter 50 offen, so dass die Ausgangsspannung des Peltierelements 22 unter Regelung des MPP Reglers über den DC/DC-Wandler 46 ange- passt wird. Wenn die Ausgangsleistung des Solarmoduls 40 80 % seiner Nennleistung übersteigt, schließt die Schalterbetätigungsschaltung 48 den Schalter 50, so dass das Peltierelement 22 direkt an das Solarmodul 40 gekoppelt ist. Figur 4 verdeutlicht die Funktion schematisch. Auf der Abszisse ist die Sonneneinstrahlung im Bereich zwischen einer minimalen Einstrahlung PMIN und einer maximalen Einstrahlung PMAX dargestellt. PMIN kann zum Beispiel Werte von 5 - 20 % von PMAX betragen. PMAX kann z.B. der maximalen terrestrischen Einstrahlung von 1000W/m2 entsprechen. Die Ordinate gibt Spannungen bzw. Leistung an. Die gestrichelte Kurve a gibt die Ausgangsleistung des Wandlers 46 über der Sonneneinstrahlung an. Die doppelt gepunktete Kurve b gibt die Ausgangsspannung des Wandlers 46 an, die einfach gepunktete Kurve c gibt die Spannung des Solarmoduls 40 an. Wie ersichtlich, wird der Schalter 50 ab dem Punkt H, wenn die Sonneneinstrahlung etwa 80 % der Maximalleistung bzw. die Ausgangsleistung des Solarmoduls etwa 80 % der Nennleistung erreicht, eingeschaltet, so dass die an dem Peltierelement 22 liegende Spannung b unmittelbar die Ausgangsspannung des Solarmoduls c ist.
Die Anpassschaltung 42 kann in die Oberwand 10 oder den Wärmetauscherkörper 18 integriert sein, so dass das Solarmodul lediglich an dafür vorgesehene Anschlüsse angeschlossen werden muss. Es versteht sich, dass weitere Anschlüsse vorgesehen sein können, an die eine externe Batterie oder eine externe sonstige Spannungsquelle angeschlossen werden kann. Weiter kann der Behälter Akkus aufweisen, die bei Sonneneinstrahlung zusätzlich geladen werden und deren Energie in sonnenstrahlungsfreier Zeit zum Betreiben des Behälters zur Verfügung steht. Mit Hilfe einer Zusatzelektronikeinheit können kleine elektronische Verbraucher, wie Mobilte- lefone, Organizer, GPS-Geräte usw. mit Energie aus dem Solarmodul versorgt werden.
Ein weiteres Problem bei der Energieversorgung des erfindungsgemäßen Behälters mittels eines Solarmoduls liegt in folgendem:
Wenn die Sonnenstrahlung schwach ist, sinkt die vom Solarmodul abgegebene Leistung, die zum Betreiben des oder der Lüfter des Behälters sowie zur Energieversorgung des Peltierele- ments bzw. des thermoelektrischen Wandlers verwendet wird. Der Wirkungsgrad eines ther- moelektrischen Wandlers bzw. eines Peltierelements nimmt bei Unterschreiten einer von der Nennleistung des Peltierelements abhängigen Mindestleistung deutlich ab. Diese Abnahme wird dadurch verstärkt, dass ein Teil der Ausgangsleistung des Solarmoduls von den Lüftern verbraucht wird. In Figur 5 ist eine Schaltung dargestellt, mit der das vorstehend geschilderte Problem gemindert wird:
Gemäß Fig. 5 ist der linke obere Anschlusspunkt 52 der Anpassschaltung 42 nicht direkt mit dem Solarmodul 40 verbunden, sondern über zwei Schalter Sl und S2, die zu einer Schalteinrichtung 54 gehören, die von dem MPP Regler oder einer sonstigen, von der Ausgangsleistung des Solarmoduls 40 abhängigen Einheit gesteuert wird. Weiter sind Verbindungspunkte 56 dargestellt, über die der Lüfter 24 und vorzugsweise zusätzlich der in Figur 5 nicht eingezeichnete Lüfter 30 angeschlossen sind. Der Schalter Sl stellt einen Trennschalter dar, der im geschlossenen Zustand die Verbindungspunkte 52 und 56 verbindet. Der Schalter S2 stellt einen Wechselschalter dar, der das Solarmodul 40 wahlweise mit dem Anschlusspunkt 56 oder dem Anschlusspunkt 52 verbindet.
Die Funktion der Schalteinrichtung 54 mit den Schaltern Sl und S2 ist folgende:
Wenn die Ausgangsleistung des Solarmoduls 40 unter eine vorbestimmte Leistung abfällt, wird der Trennschalter Sl geöffnet und der Wechselschalter S2 alternierend betätigt. Damit wird erreicht, dass bei unter den Schwellwert abgefallener Ausgangsleistung des Solarmoduls 40 alternierend mit vorbestimmten Zeitdauern nur das Peltierelement 22 oder der bzw. die Lüfter vom Solarmodul 40 mit Strom versorgt werden. Die jeweiligen Zeitdauern sind auf die Leistung des Peltierelements 22 und die Geometrie des Wärmetauscherkörpers 18 sowie des Temperierkörpers 20 und die Leistung insbesondere des Lüfters 24 abgestimmt. Während das Peltierelement mit Strom versorgt wird und beispielsweise den Temperierkörper 20 kühlt und den Wärmetauscherkörper 18 erwärmt, ändern sich die Oberflächentemperaturen des Wärmetau- scherkörpers 18 und des Temperierkörpers 20. Nach Abschalten des Peltierelements und Energiebeaufschlagung der Lüfter hält die Kühlwirkung in Folge der Wärmekapazität des Temperierkörpers 20 an. Gleichzeitig wird die in dem oder den Wärmetauscherkörper(n) verursachte Temperaturänderung an die Umgebungsluft abgegeben. Bevor keine Kühlung mehr gegeben ist, wird das Peltierelement 22 wiederum mit Energie beaufschlagt und werden die Lüfter ab- gestellt. Typische Leistungsbereiche sind beispielsweise folgende: Das Solarmodul liefert bei voller Leistung etwa 5 Watt, von denen etwa 1,5 Watt für die Lüfter verbraucht werden, so dass für das Peltierelement 3,5 Watt zur Verfügung stehen.
Wenn die Ausgangsleistung des Solarmoduls unter etwa 2,5 Watt absinkt, benötigen die Lüf- ter, die zusätzlich geregelt sein können, etwa 1,0 Watt, so dass für das Peltierelement nur 1,5 Watt bleiben. Unterhalb von 1,5 Watt nimmt die Kühlleistung des Peltierelements stark ab, so dass es vorteilhaft ist, auf den Intervallbetrieb überzugehen, der insgesamt umso größere Wirkungsgradvorteile bringt, je geringer die Sonneneinstrahlung bzw. die Ausgangsleistung des Solarmoduls ist.
Die Schaltung gemäß Figur 5 kann in vielfacher Hinsicht abgeändert werden. Die Schalter Sl und S2 können als Halbleiterelemente ausgeführt sein. Die Intervallschaltung 54 kann auch ohne die Anpassschaltung 42 verwendet werden und bringt auch an anderen Temperierbehältern, die mittels eines oder mehrerer Solarmodule oder anderer Energiequellen mit Energie versorgt werden und einen thermoelektrischen Wandler, insbesondere ein Peltierelement, sowie Lüfter aufweisen, Vorteile.
Der Behälter kann in vielfältiger Weise abgeändert werden. Beispielsweise kann er aus mehreren einzelnen Bauteilen zusammengesetzt sein. Die Trennwand kann ein Einschubteil oder sonstwie herausnehmbar sein, damit größeres Temperier- bzw. Kühlgut untergebracht werden kann. Der Deckel kann zusammen mit der Temperiereinrichtung abnehmbar sein. Es können mehrere Kammern vorgesehen sein. Die Anpassschaltung kann Teil des Solarmoduls sein usw.
Bezugszeichenliste
6 Bodenwand
8 Seitenwände
10 Oberwand
12 Trennwand
14 Kammer
16 Kammer
18 Wärmetauscherkörper
20 Temperierkörper
22 Peltierelement
24 Lüfter
25 Flasche
26 Durchströmöffhung
28 Durchströmöffhung
30 Lüfter
32 Trennlinie
34 Vorderwand
36 Formteil
40 Solarmodul
42 Anpassschaltung
44 MPP Regler
46 DC/DC-Wandler
48 Schalterbetätigungsschaltung
50 Schalter
52 Verbindungspunkt
54 Schalteinrichtung
56 Verbindungspunkt

Claims

Patentansprüche
1. Tragbarer Temperierbehälter, enthaltend einen von einer Bodenwand (6), Seitenwänden (8, 34) und einer Oberwand (10) aus thermisch isolierendem Material umschlossenen Innenraum (14, 16), und eine an der Oberwand befestigte, an eine elektrische Energiequelle anschließbare Temperiereinrichtung (18, 20, 22) mit einem von der Oberwand in den Innenraum einragenden Temperierkörper (20) und einem außen an der Oberwand angeordneten Wärmetauscherkörper (18), dadurch gekennzeichnet, dass der Innenraum durch wenigstens eine sich zwischen der Bodenwand (6) und der Oberwand (10) erstreckende Trennwand (12) in wenigstens zwei zumindest teilweise vom Temperierkörper (20) überdeckte Kammern (14, 16) zur Aufnahme von zu temperierendem Gut unterteilt ist, in welcher Trennwand nahe der Oberwand und nahe der Bodenwand wenigstens eine Durchströmöffnung (26, 28) ausgebildet ist, wobei in wenigstens einer der Durchströmöffhun- gen ein Lüfter (30) angeordnet ist.
2. Tragbarer Temperierbehälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die nahe der Oberwand ausgebildete Durchströmöffnung (28) in einer Aussparung des Temperierkörpers (20) ausgebildet ist.
3. Temperierbehälter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Lüfter (30) in der bodenwandnahen Durchströmöffnung (26) angeordnet ist.
4. Temperierbehälter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennwand (12) einteilig mit einer Seitenwand ausgebildet ist und zumindest ein an die Kammern (14, 16) angrenzender Bereich (34) der dieser Seitenwand gegenüberliegenden Seitenwand abnehmbar ist.
5. Temperierbehälter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Wände des Be- hälters mit Ausnahme des abnehmbaren Seitenwandbereiches (34) einteilig miteinander ausgebildet sind.
6. Temperierbehälter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass formveränderbare Formteile (36) vorgesehen sind, mit denen die Kammern (14, 16) teilweise füllbar sind.
7. Temperierbehälter nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein thermoelektrischer Wandler (22) der Temperiereinrichtung (18, 20, 22) über eine Anpassschaltung (42) an ein Solarmodul (40) anschließbar ist.
8. Temperierbehälter nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Anpassschaltung (42) einen von einem MPP Regler (44) gesteuerten DC/DC-Wandler (46) zur Anpassung der
Ausgangsspannung des Solarmoduls (40) an den thermoelektrischen Wandler (22) enthält.
9. Temperierbehälter nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der DC/DC- Wandler (46) bei starker Sonnenstrahlung zur direkten Kopplung des Solarmoduls (40) mit dem thermoelektrischen Wandler (22) umgehbar ist.
10. Temperierbehälter nach einem der Ansprüche 1 bis 9, gekennzeichnet durch eine Umschalteinrichtung (54), die ein Solarmodul (40) unterhalb einer vorbestimmten Sonneneinstrahlung alternierend mit einem thermoelektrischen Wandler (22) der Temperiereinrichtung (18, 20, 22) und wenigstens einem Lüfter (24, 30) verbindet.
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