WO2008028754A1 - Kältegerät - Google Patents
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Definitions
- the invention relates to a refrigerator according to the preamble of claim 1.
- the invention has for its object to design a refrigeration device so that butter can be stored in spreadable condition and still takes place no excessive heat input into the interior of the refrigerator.
- a Peltier element has the property that it draws heat energy on one side with applied electrical voltage and feeds it to the opposite side. This means that the temperature of one side of the Peltier element is raised approximately to the same extent as the temperature of the other side of the Peltier element is lowered. Consequently, by using a Peltier element, a region of the inner space can be heated, at the same time supporting the cooling of the inner space. The actual total heat input is therefore limited to the Ohmic losses in the Peltier element itself.
- a first region of the interior e.g. a butter compartment
- a second area opposite the interior can be additionally cooled.
- Such an additionally cooled area can be used, for example, for the storage of beverage bottles or the like. It thus becomes possible in this way to store foodstuffs which require storage with temperature raised in relation to the interior, but at the same time other foods, such as e.g. Keep beverages that require a lowered compared to the interior temperature.
- the hood should not be made of transparent material such as Plexiglas as usual, but from insulation material. In this way, the introduced heat energy can be limited to the area of the butter compartment and thus does not spread in the interior of the refrigerator.
- a Peltier element is mounted on a conventional shelf.
- the Peltier element is switched so that the warmer side is facing up, while the colder side touches the shelf. This ensures that other parked on the shelf food does not also heat, as is additionally cooled by the Peltier element of the shelf.
- a shelf is provided with a cutout in which a Peltier element is inserted.
- a Peltier element is inserted in this way, both the colder and warmer side of the Peltier element is freely accessible.
- both the warmer side e.g. for storage of butter and the colder side e.g. be used for the storage of drinks.
- Peltier element can also be mounted in the manner of a shelf on the side wall of the interior. Again, there is a good accessibility of the two different tempered sides, so that these two sides can be used here.
- the warmer side of the Peltier element is directed upwards and, for example, butter is stored on this side, then it may happen that the butter heats up much more on its underside than inside the piece and on the upper side.
- the piece of butter should have as uniform a temperature as possible everywhere, it is proposed to switch the Peltier element so that the warmer side is directed downwards. If the butter compartment is located at the bottom of the Peltier element, the butter is heated only by radiation and convection. Heat transfer via a contact surface is eliminated in this way.
- a switch is provided, with which the voltage applied to the Peltier element voltage can be reversed. With such a reversal, the warmer and the colder side of the Peltier element are reversed. If, for example, a compartment is provided on the warmer side, in which butter is normally accommodated, this compartment can also be used for storage after the supply voltage has been reversed in polarity other foods that must be stored cooler than the normal internal temperature of the refrigerator.
- the Peltier element can be supplied with a voltage that is adapted to the preselected internal temperature of the refrigerator.
- the temperature of the Peltier element is particularly advantageously controlled thermostat-controlled and independent of the internal temperature of the refrigerator adjustable.
- FIG. 1 shows a shelf 1, in which a Peltier element 2 is integrated.
- the cutout in the shelf 1 is rectangular and adapted to the Peltier element 2 used.
- the Peltier element 2 used in the shelf 1 is freely accessible on its top and bottom.
- the size of the Peltier element 2 is slightly larger than a commercial butter dish 3 for a 250 g piece of butter, which is placed on the Peltier element 2.
- the Peltier element 2 generates heat on the one side and cold on the side opposite it.
- a certain increase in temperature on the hot side of the Peltier element 2 corresponds to just such a decrease in temperature on the cold side.
- a temperature increase of 3K on the hot side is approximately equal to one Temperature reduction of -3K on the cold side in each case with respect to the ambient temperature.
- the Peltier element 2 is used in the refrigerator to heat a butter compartment 4 so that the butter remains spreadable. So that no additional heat from the hot side of the Peltier element 2 is entered into the cooled interior of the refrigerator, the butter compartment 4 is covered by a hood 5. Particularly advantageous is the hood 5 made of a heat-insulating material. The hood 5 is dimensioned so that the Peltier element 2 is reliably straddled and finds a commercial butter dishes 3 place below.
- the cold side of the Peltier element 2 has a temperature lowered to the cooled interior. This is used, for example, to continue cooling down beverage bottles 8, as would be possible with the cooled interior.
- a cooling compartment 6 is attached to the underside of the compartment 1 in the region of the Peltier element 2.
- the cooling compartment 6 is bounded by a U-shaped trough 7, which is accessible from the front and serves as a bottle holder.
- the distance between the legs to each other is on the one hand at least as large as the width of the Peltier element 2 itself, on the other hand, commercial beverage bottles 8 must find space in the refrigerator compartment 6.
- the tray 7 In order to make optimal use of the temperature gradient of the refrigerating compartment 6 with respect to the cooled interior, it is also possible for the tray 7 to be produced in an advantageous manner from a heat-insulating material.
- the control of the Peltier element 2 is effected by a thermostat, not shown here, the sensor is mounted in the butter compartment 4.
- the temperature in the butter compartment 4 is regulated independently of the temperature of the cooled interior to a preset value. Since the cold and warm side of the Peltier element 2 is determined by the current direction of the direct current, it is even possible to cool the butter compartment 4 if the "cooled interior" is warmer than the desired temperature in the butter compartment 4. However, then the cooling compartment 6 becomes heat fed. Since not only heat for the butter compartment 4, but also cold for the refrigerating compartment 6 is generated in the cooled interior, the Peltier element 2 acts only to a very limited extent as a heat source. The heat input of the Peltier element 2 into the cooled interior is basically limited to the power loss of the Peltier element 2, which is converted into heat.
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Abstract
Kältegerät mit einem gekühlten Innenraum und wenigstens einem Bereich (4, 6) mit gegenüber dem Innenraum angehobener oder abgesenkter Temperatur. Erfindungsgemäß ist zur Erwärmung oder Kühlung dieses Bereichs ein Peltierelement (2) vorgesehen.
Description
Kältegerät
Die Erfindung betrifft ein Kältegerät nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 .
Um Lebensmittel in einem Kältegerät, wie beispielsweise einem Kühlschrank, länger aufbewahren zu können, ohne dass sie dabei verderben, ist eine bestimmte Lagertemperatur notwendig. Wird nun aber Butter bei so einer, für andere Lebensmittel hervorragend geeigneten Temperatur in dem Kühlschrank aufbewahrt, ist ihre Konsistenz sehr hart und sie verliert ihre Streichfähigkeit. Um nun beispielsweise für das Frühstück streichfähige Butter zur Verfügung zu haben, muss die Butter einige Zeit vor Beginn des Frühstücks aus dem Kühlschrank herausgenommen werden. Diese Zeit hängt stark von der vorherrschenden Außentemperatur ab, so dass es schwierig ist, immer Butter mit dem richtigen Härtegrad auf den Tisch zu bringen.
Um dieses Problem zu lösen, wurde bereits vorgeschlagen, in einem Kühlschrank ein Butterfach vorzusehen, welches mit einer Widerstandsheizung beheizt wird, so dass in dem Butterfach eine höhere Temperatur als im restlichen Innenraum des Kühlschranks vorherrscht. Es hat sich jedoch herausgestellt, dass durch die Heizung des Butterfachs eine verhältnismäßig große Wärmemenge in den Innenraum des Kühlschranks eingetragen wird. Dieser Wärmeeintrag muss durch erhöhte Kühlleistung wieder kompensiert werden. Dies führt wiederum zu einem erhöhten Energieverbrauch des Kühlschranks.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Kältegerät so auszugestalten, dass Butter in streichfähigem Zustand gelagert werden kann und dabei trotzdem kein übermäßiger Wärmeeintrag in den Innenraum des Kältegeräts erfolgt.
Gelöst wird die Aufgabe gemäß der Erfindung durch ein Kältegerät mit den Merkmalen
von Anspruch 1 . Ein Peltierelement hat die Eigenschaft, dass es bei angelegter elektrischer Spannung der einen Seite Wärmeenergie entzieht und sie der gegenüberliegenden Seite zuführt. Das bedeutet, dass die Temperatur der einen Seite des Peltierelements etwa in gleichem Maße angehoben wird wie die Temperatur der anderen Seite des Peltierelements abgesenkt wird. Durch die Verwendung eines Peltierelements kann folglich ein Bereich des Innenraumes erwärmt werden, wobei gleichzeitig eine Stützung der Kühlung des Innenraums erfolgt. Der tatsächliche Gesamtwärmeeintrag beschränkt sich demnach auf die Ohmschen Verluste im Peltierelement selbst.
Um beide Seiten des Peltierelements optimal zu nutzen kann ein erster Bereich des Innenraums, z.B. ein Butterfach, erwärmt und gleichzeitig ein zweiter Bereich gegenüber dem Innenraum zusätzlich gekühlt werden. Ein solcher zusätzlich gekühlter Bereich lässt sich beispielsweise für die Lagerung von Getränkeflaschen oder dergleichen nutzen. Es wird auf diese Weise also möglich, Lebensmittel zu lagern, die eine Lagerung mit gegenüber dem Innenraum angehobener Temperatur erfordern, aber gleichzeitig andere Lebensmittel, wie z.B. Getränke aufzubewahren, die eine gegenüber dem Innenraum abgesenkte Temperatur erfordern.
Insbesondere wenn Butter bei angehobener Temperatur aufbewahrt werden soll, ist es sinnvoll, den Bereich mit der höheren Temperatur gegenüber dem gekühlten Innenraum abzuteilen und zu isolieren. Dies lässt sich am einfachsten mit einer Haube bewerkstelligen, wie sie von üblichen Butterfächern bereits bekannt ist. Allerdings sollte hier die Haube nicht wie sonst üblich aus transparentem Material wie beispielsweise Plexiglas bestehen sondern aus Isolationsmaterial. Auf diese Weise kann die eingebrachte Wärmeenergie auf den Bereich des Butterfachs beschränkt werden und verteilt sich somit nicht in dem Innenraum des Kühlschranks.
In einem sehr einfachen Ausführungsbeispiel der Erfindung wird ein Peltierelement auf einem üblichen Fachboden angebracht. Das Peltierelement wird so geschaltet, dass die wärmere Seite nach oben gerichtet ist, während die kältere Seite den Fachboden berührt.
Damit ist sichergestellt, dass andere auf dem Fachboden abgestellte Lebensmittel sich nicht ebenfalls erwärmen, da durch das Peltierelement der Fachboden zusätzlich gekühlt wird.
In einem anderen Ausführungsbeispiel ist ein Fachboden mit einem Ausschnitt versehen, in dem ein Peltierelement eingesetzt ist. Auf diese Weise ist sowohl die kältere als auch wärmere Seite des Peltierelements frei zugänglich. Es kann also sowohl die wärmere Seite z.B. zur Aufbewahrung von Butter und die kältere Seite z.B. zur Aufbewahrung von Getränken genutzt werden.
Ist zwischen den üblichen Einlegeböden des Kühlschranks genügend Platz vorhanden, so kann ein Peltierelement auch in Art eines Regalbretts an der Seitenwand des Innenraumes befestigt werden. Auch hier besteht eine gute Zugänglichkeit der beiden unterschiedlich temperierten Seiten, so dass auch hier diese beiden Seiten genutzt werden können.
Ist die wärmere Seite des Peltierelements nach oben gerichtet und es wird auf dieser Seite beispielsweise Butter gelagert, so kann es vorkommen, dass sich die Butter an ihrer Unterseite weit mehr erwärmt als im Inneren des Stücks und an der Oberseite. Da das Butterstück jedoch überall eine möglichst gleichmäßige Temperatur aufweisen soll, wird vorgeschlagen das Peltierelement so zu schalten, dass die wärmere Seite nach unten gerichtet ist. Befindet sich das Butterfach an der Unterseite des Peltierelements, so wird die Butter nur durch Strahlung und Konvektion erwärmt. Ein Wärmeübergang über eine Kontaktfläche entfällt auf diese Weise.
In vorteilhafter Weise ist ein Schalter vorgesehen, mit dem die an das Peltierelement angelegte Spannung umgepolt werden kann. Mit so einer Umpolung werden die wärmere und die kältere Seite des Peltierelements vertauscht. Ist beispielsweise an der wärmeren Seite ein Fach vorgesehen, in dem normalerweise Butter untergebracht ist, so kann dieses Fach nach der Umpolung der Versorgungsspannung auch für die Lagerung
anderer Lebensmittel genutzt werden, die kühler als die normale Innentemperatur des Kühlschranks aufbewahrt werden müssen.
Das Peltierelement kann mit einer Spannung versorgt werden, die an die vorgewählte Innentemperatur des Kältegeräts angepasst ist. Besonders vorteilhaft ist die Temperatur des Peltierelements jedoch thermostatgesteuert und unabhängig von der Innentemperatur des Kältegeräts einstellbar.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen im Zusammenhang mit der Beschreibung eines Ausführungsbeispiels, das anhand der Zeichnung eingehend erläutert wird.
Es zeigt:
Fig. 1 das durch ein Peltierelement erwärmte Butterfach eines erfindungsgemäßen
Kältegeräts.
Kühlgeräte werden durch Fachböden in übereinander liegende Bereiche unterteilt. Figur 1 zeigt einen Fachboden 1 , in dem ein Peltierelement 2 integriert ist. Der Ausschnitt im Fachboden 1 ist rechteckig und dem verwendeten Peltierelement 2 angepasst. Das in den Fachboden 1 eingesetzte Peltierelement 2 ist an seiner Ober- und Unterseite frei zugänglich. Die Größe des Peltierelements 2 ist etwas größer als eine handelsübliche Butterdose 3 für ein 250g Butterstück, die auf das Peltierelement 2 gestellt wird.
Funktionsbedingt erzeugt das Peltierelement 2 auf der einen Seite Wärme und auf der ihr gegenüberliegenden Seite Kälte. In etwa kann man davon ausgehen, dass eine bestimmte Temperaturerhöhung auf der Warmseite des Peltierelements 2 einer eben solchen Temperaturerniedrigung auf der Kaltseite entspricht. Beispielsweise entspricht einer Temperaturerhöhung von 3K auf der Warmseite in etwa einer
Temperaturerniedrigung von -3K auf der Kaltseite jeweils gegenüber der Umgebungstemperatur.
Das Peltierelement 2 wird im Kühlgerät benutzt, um ein Butterfach 4 so zu erwärmen, dass die Butter streichfähig bleibt. Damit in den gekühlten Innenraum des Kühlgerätes keine zusätzliche Wärme von der Warmseite des Peltierelements 2 eingetragen wird, wird das Butterfach 4 durch eine Haube 5 abgedeckt. Besonders vorteilhaft besteht die Haube 5 aus einem wärmeisolierenden Werkstoff. Die Haube 5 ist so dimensioniert, dass das Peltierelement 2 zuverlässig überspannt wird und eine handelübliche Butterdosen 3 darunter Platz findet.
Die Kaltseite des Peltierelements 2 weist eine dem gekühlten Innenraum gegenüber abgesenkte Temperatur auf. Dies wird genutzt, um beispielsweise Getränkeflaschen 8 weiter herunterzukühlen, als dies mit dem gekühlten Innenraum möglich wäre. Hierzu wird an der Unterseite des Fachbodens 1 im Bereich des Peltierelements 2 ein Kühlfach 6 angebracht. Das Kühlfach 6 wird von einer U-förmigen Wanne 7 begrenzt, die von vorne zugänglich ist und als Flaschenhalter dient. Der Abstand der Schenkel zueinander ist einerseits mindestens so groß wie die Breite des Peltierelements 2 selbst, andererseits müssen handelübliche Getränkeflaschen 8 in dem Kühlfach 6 Platz finden. Um das Temperaturgefälle des Kühlfachs 6 gegenüber dem gekühlten Innenraum optimal zu nutzen kann auch die Wanne 7 in vorteilhafter Weise aus einem wärmeisolierenden Werkstoff hergestellt werden.
Die Steuerung des Peltierelements 2 erfolgt durch einen hier nicht dargestellten Thermostat, dessen Fühler im Butterfach 4 montiert ist. Hierdurch wird die Temperatur im Butterfach 4 unabhängig von der Temperatur des gekühlten Innenraums auf einen voreingestellten Wert geregelt. Da die Kälte- und Wärmeseite des Peltierelements 2 von der Stromlaufrichtung des Gleichstroms bestimmt wird, ist es sogar möglich, das Butterfach 4 abzukühlen, falls der „gekühlte Innenraum" wärmer ist als die im Butterfach 4 gewünschte Temperatur. Allerdings wird dann dem Kühlfach 6 Wärme zugeführt.
Da in dem gekühlten Innenraum nicht nur Wärme für das Butterfach 4, sondern auch Kälte für das Kühlfach 6 erzeugt wird, wirkt das Peltierelement 2 nur in sehr geringem Maße als Wärmequelle. Der Wärmeeintrag des Peltierelements 2 in den gekühlten Innenraum beschränkt sich im Grund genommen auf die Verlustleistung des Peltierelements 2, die in Wärme umgewandelt wird.
Bezugszeichenliste:
1 Fachboden
2 Peltierelement
3 Butterdose
4 Butterfach
5 Haube
6 Kühlfach
7 Wanne
8 Flasche
Claims
1 . Kältegerät mit einem gekühlten Innenraum und wenigstens einem Bereich (4 oder 6) mit gegenüber dem Innenraum angehobener oder abgesenkter Temperatur, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erwärmung oder Kühlung dieses Bereichs (4 oder 6) ein Peltierelement (2) vorgesehen ist.
2. Kältegerät nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass ein erster Bereich (4) durch das Peltierelement (2) gegenüber dem Innenraum erwärmt und ein zweiter Bereich (6) gegenüber dem Innenraum gekühlt wird.
3. Kältegerät nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass ein Bereich (4) mit gegenüber dem Innenraum angehobener Temperatur für die Lagerung von Butter (3) vorgesehen ist.
4. Kältegerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Bereich (4) durch eine Isolierhaube (5) von dem gekühlten Innenraum abgeteilt ist.
5. Kältegerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Peltierelement (2) auf einem Fachboden (1 ) des gekühlten Innenraumes angebracht ist.
6. Kältegerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Fachboden (1 ) des gekühlten Innenraums mit einem Ausschnitt versehen ist, in den ein Peltierelement (2) so eingesetzt ist, dass sowohl die wärmere als auch die kühlere Seite des Peltierelements (2) zugänglich sind.
7. Kältegerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Peltierelement (2) in der Art eines Regalbrettes an der Seitenwand des gekühlten Innenraums angebracht ist.
8. Kältegerät nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die wärmere Seite des Peltierelements (2) nach unten gerichtet ist und dass unter dem Peltierelement (2) ein Butterfach (4) vorgesehen ist.
9. Kältegerät nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass ein Schalter vorgesehen ist, mit dem die Versorgungsspannung des Peltierelements (2) umgepolt werden kann.
10. Kältegerät nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Peltierelement (2) thermostatisch geregelt ist.
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2007
- 2007-08-14 EP EP07788397A patent/EP2064497A1/de not_active Withdrawn
- 2007-08-14 WO PCT/EP2007/058374 patent/WO2008028754A1/de active Application Filing
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