WO2019114851A1 - Gebläsemodul zum bereitstellen einer temperierten luftströmung - Google Patents

Gebläsemodul zum bereitstellen einer temperierten luftströmung Download PDF

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WO2019114851A1
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fan
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fan module
air flow
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André Kröll
Thomas Bichler
Todd BARNHART
Johannes Grau
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Gentherm Gmbh
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    • F04D29/58—Cooling; Heating; Diminishing heat transfer
    • F04D29/5813—Cooling the control unit

Definitions

  • Blower module for providing a
  • the invention relates to a fan module for providing a tempered air flow, with a flow generator, which is adapted to generate an air flow, a thermoelectric device having a Nutzseite for controlling a Nutzluftströmung, and a Nutzluftpfad, via which the Nutzluftströmung the Nutzseite the thermoelectric Device can be fed.
  • the invention relates to a tempering device, in particular for a vehicle, for providing a plurality of tempered air flows, with a plurality of fan modules, wherein the fan modules are each adapted to provide a tempered air flow.
  • the invention relates to a cup holder for a vehicle, with a fan module for tempering at least one beverage container inserted into the beverage holder.
  • the invention relates to a neck-type blower, in particular for headrests of convertibles, with a blower module for tempering an airflow to be blown out into a neck region.
  • the invention relates to a tempering system for a vehicle seat, with a fan module for tempering a seat surface of the vehicle seat by a tempered air flow.
  • a fan module for tempering a seat surface of the vehicle seat by a tempered air flow.
  • the goal is always to minimize the amount of energy required to control the temperature of the air flow.
  • the blower modules used should have a comparatively high tempering performance, so that a rapid tempering effect can be achieved.
  • Generic fan modules operate with a thermoelectric device having a useful side and an exhaust side. So that a corresponding thermoelectric device can be operated with a high degree of efficiency,
  • BESTATIGUNGSKOPIE it is necessary in addition to a heat exchange on the useful side of the thermoelectric device, also to implement a heat exchange on the exhaust side of the thermoelectric device.
  • the known fan modules do not have sufficient heat exchange on the exhaust side of the thermoelectric device, so that the fan module can only be operated with a lower efficiency.
  • the tempering of corresponding fan modules is too low or the amount of energy expended for the temperature control of the air flow too high.
  • the object underlying the invention is therefore to improve the temperature of air streams, in particular by increasing the efficiency of the devices used for the temperature control of air streams.
  • the object is achieved by a fan module of the type mentioned, wherein the fan module has a first exhaust path, via which a first exhaust air flow to an exhaust side of the thermoelectric device can be fed.
  • the invention makes use of the knowledge that through a first exhaust air path, which is fed with a first exhaust air flow, an effective heat exchange can be implemented on the exhaust air side of the thermoelectric device.
  • an effective heat exchange can be implemented on the exhaust air side of the thermoelectric device.
  • the temperature control of the fan module can be increased and / or the amount of energy to be expended for controlling the temperature of the air flow can be reduced.
  • Corresponding fan modules are suitable in this case, in particular for electric and hybrid vehicles, since the efficiency of the installed electrical consumers is particularly relevant to increase the range.
  • this has one or more heat sources, wherein the one or more heat sources are preferably arranged outside the Nutzluftpfads and / or away from the Verwandung the Nutzluftpfads. Characterized in that the one or more heat sources are arranged outside the Nutzluftpfads and / or away from the Bewandung the Nutzluftpfads, a heat exchange between the Nutzluftströmung and the heat sources is avoided or at least significantly reduced. Thus, it does not occur in the cooling mode of the fan module Heating the Nutzluftströmung by the one or more heat sources, so that the cooling capacity of the fan module is not affected by the waste heat generated by the one or more heat sources.
  • all heat sources of the blower module are arranged outside the useful air path and / or away from the wall of the useful air path.
  • a blower module is advantageous in which one, several or all of the heat sources are arranged within a second exhaust air path and / or at the end wall of the second exhaust air path.
  • the first exhaust air flow is used to dissipate heat from the exhaust side of the thermoelectric device.
  • the second exhaust air flow is used to dissipate heat from the one or more heat sources.
  • the first exhaust air flow is led out after the heat exchange with the exhaust side of the thermoelectric device from the fan module and preferably not used for further tempering purposes.
  • the second exhaust air flow is led out after the heat exchange with the one or more heat sources from the fan module and preferably not used for further tempering purposes.
  • the first exhaust air flow and the second exhaust air flow can be recombined before leaving the blower module, in particular into the environment.
  • the first exhaust air flow and the second exhaust air flow may also separately exit the fan module. Since the first exhaust air flow and the second exhaust air flow are not used further, their absorption of heat does not lead to any significant impairment of the temperature control of the fan module, regardless of whether the fan module is operated in heating or in cooling mode.
  • the second exhaust air path is set up to pass a second exhaust air flow past the thermoelectric device.
  • the first exhaust air path and / or the second exhaust air path are adapted to lead out the first exhaust air flow and / or the second exhaust air flow from the fan module.
  • the first exhaust air flow and the second exhaust air flow can be recombined before leaving the blower module, in particular into the environment.
  • the first exhaust air flow and the second exhaust air flow may also separately exit the fan module.
  • the useful air path and the second exhaust air path are connected to one another via one or more bypass lines.
  • the air flow generated by the flow generator divides through the one or more bypass lines into a useful air flow and a second exhaust air flow.
  • the useful air path and the second exhaust path are formed separately from each other, so that there is no mixing of the useful air flow and the second exhaust air flow within the fan module.
  • the one or more bypass lines may, for example, be formed as one or more through-holes in a walling section of the fan module.
  • the one or more through holes may be disposed in a wall portion of a paddle wheel of the fan module.
  • the one or more bypass lines may also be formed as passages, air gaps or slots between a Bewandungsabrough a paddle wheel of the fan module and a printed circuit board of the fan module.
  • the one or more bypass conduits are arranged and configured such that the air flow generated by the flow generator is sufficient to cause separation of the second exhaust air flow.
  • the fan module according to the invention is further developed advantageous in that one, several or all bypass lines are arranged in the immediate vicinity of the flow generator.
  • the flow generator has a paddle wheel, which is surrounded at least in sections by a paddle wheel wall.
  • the paddle wheel region is preferably a portion of the Nutzluftpfads.
  • the area facing away from the impeller is preferably a portion of the second exhaust air path.
  • the Schaufelradbewandung one or more through holes on, which connect as the bypass lines the Nutzluftpfad and the second exhaust path.
  • the Schaufelradbewandung runs at least in sections around the impeller.
  • the walling of the useful air path is formed at least in sections by a printed circuit board.
  • a printed circuit board Preferably, on the portion of the printed circuit board which is part of the wall of the Nutzluftpfads, arranged on the side remote from the Nutzluftpfad electronic components which generate no or only a negligible amount of heat.
  • a blower module according to the invention is preferred in which the walling of the second exhaust air path is formed at least in sections by a printed circuit board.
  • electronic components which generate heat are arranged on the section of the printed circuit board which is part of the lining of the second exhaust air path on the side facing and / or facing away from the second exhaust air path.
  • the heat-generating electronic components can in this way exchange heat with the second exhaust air flow flowing within the second exhaust air path. Since heat transfer to the useful air flow is avoided, the efficiency and the tempering of the fan module in cooling operation are not affected by the heat-generating electronic components.
  • an inventive fan module is advantageous in which the Bewandung the Nutzluftpfads and the end wall of the second exhaust air path are at least partially formed by a common circuit board.
  • a first section of the common printed circuit board forms at least part of the walling of the useful air path, and a further section of the printed circuit board forms part of the walling of the second exhaust air path.
  • On the part of the common circuit board which forms a portion of the wall of the Nutzluftpfads preferably only electronic components are arranged, which generate no or only a negligible amount of heat.
  • On the part of the common circuit board, which has a section of the walling of the second Abluftpfads formed preferably electronic components are arranged, which generate heat.
  • the flow generator comprises a paddle wheel, wherein the paddle wheel is preferably carried by a printed circuit board.
  • the circuit board supporting the paddle wheel may form a portion of the wall of the payload air path and / or a portion of the end wall of the second exhaust path.
  • the printed circuit board carrying the paddle wheel can be the common printed circuit board which forms both a section of the lining of the second exhaust air path and a section of the lining of the useful air path.
  • the projection surface or a part of the projection surface of the paddle wheel forms a section of the useful air path.
  • the space occupied by the blades of the paddle wheel forms a portion of the payload air path.
  • At least one heat source is formed as part of the flow generator.
  • the flow generator has an electric drive, which comprises one or more coils.
  • the one or more coils generate heat during operation of the fan module, which is dissipated via the second exhaust air flow without affecting the useful air flow.
  • the one or more coils preferably form one or more heat sources.
  • an inventive blower module is advantageous in which at least one heat source is designed as a control unit of the blower module.
  • the control unit comprises a heat-generating electronic circuit.
  • the control unit comprises a heat-generating voltage converter, for example a DC / DC converter, a heat-generating microcontroller, a heat-generating driver for the thermoelectric device, a heat-generating driver for the flow generator, one or more heat-generating H-bridges and / or other heat-generating current-driving components, which come as heat sources into consideration.
  • a blower module according to the invention is preferred, in which the control unit is also configured to control one or more further blower modules.
  • the control unit of the fan module is common Control unit formed a plurality of fan modules.
  • the control unit has a control module for the flow generator of the blower module and / or a control module for the thermoelectric device of the blower module.
  • the control unit has one or more control modules for the flow generator of one or more further blower modules and / or one or more control modules for the thermoelectric device of one or more further blower modules.
  • a paddle wheel speed can be preset by means of the control module for the flow generator.
  • the control module for the thermoelectric device for example, a supply voltage of the thermoelectric device can be specified.
  • the flow rate of the useful air flow and / or the exhaust air flows can be controlled by means of the control unit.
  • the amount of heat pumping between the useful side and the exhaust side of the thermoelectric device can be controlled in this way by means of the control unit.
  • the blower module does not have its own control unit and is preferably designed to be controlled by a control unit of a further blower module.
  • an inventive blower module which has a module housing, wherein the flow generator and / or the thermoelectric device are arranged in the module housing.
  • the flow generator and / or the thermoelectric device are in the Module housing arranged that no components of the flow generator and / or the thermoelectric device are optically visible from the outside.
  • the control unit is also disposed within the module housing. The module housing in this case protects the flow generator, the thermoelectric device and / or the control unit from external mechanical stresses and / or leads to a considerable simplification of the assembly process of the blower module according to the invention.
  • thermoelectric device On the useful side of the thermoelectric device, a heat transfer device is preferably arranged, which is adapted to be flowed around and / or flowed through by the Nutzluftströmung and / or induce or enhance a heat exchange between the Nutzseite the thermoelectric device and the Nutzluftströmung.
  • the heat transfer device on the useful side of the thermoelectric device can have, for example, one or more heat transfer ribs and / or heat transfer laminations.
  • Heat transfer device on the useful side of the thermoelectric device partially or completely be formed of metal or a metal alloy.
  • thermoelectric device On the exhaust air side of the thermoelectric device preferably a heat transfer device is arranged, which is adapted to be flowed around and / or flowed through by the first exhaust air flow and / or bring about heat exchange between the exhaust side of the thermoelectric device and the first exhaust air flow or increase.
  • the heat transfer device on the exhaust side of the thermoelectric device may, for example, have one or more heat transfer fins and / or heat transfer fins.
  • Heat transfer device on the exhaust side of the thermoelectric device may be partially or completely formed of metal or a metal alloy.
  • the second exhaust air path may also be designed such that exhaust air is additionally removed from the second exhaust air path and led out of the fan module by means of a Venturi effect.
  • thermoelectric device of the type mentioned, wherein the fan module, several or all fan modules according to one of the above-described Embodiments are formed.
  • individual, several or all of the several fan modules are interconnected.
  • individual components such as a control unit, can be used by several fan modules. In this way, a significant cost savings can be implemented.
  • individual, several or all of the fan modules can be operated in dependence on one another or in coordination with one another.
  • individual, several or all of the several fan modules use a common control unit.
  • the individual, multiple or all fan modules that use the common control unit can be controlled independently of each other or dependent on each other.
  • at least one blower module is designed as a main blower module and one or more further blower modules are designed as secondary blower modules.
  • the master blower module is assigned a master function, with one or more slave blower modules having a slave function.
  • the common control unit is part of the main blower module, wherein all auxiliary blower modules use the control unit of the main blower module.
  • the common control unit is arranged in a module housing of a fan module.
  • the common control unit is arranged in the module housing of the main blower module, which converts a master function.
  • the tempering device has a flow circuit which allows the circulation of at least part of the useful air flow.
  • a tempering section is integrated in the flow circuit, in which the tempered flow of useful air flows against an object to be tempered and / or a user.
  • the introduced into the tempering air flow at least in sections again sucked back into a line section, so that a circulation of at least a portion of the useful air flow can be implemented.
  • at least part of the air used for tempering an object or a user is reused.
  • only a part of the air used for tempering an object or a user can be reused, so that new air must always be introduced into the flow circuit.
  • the new amount of air to be introduced corresponds to the air volume of the exhaust air flows leaving the fan modules.
  • the object underlying the invention is further achieved by a cup holder of the aforementioned type, wherein the tempering of the cup holder according to the invention is designed according to one of the embodiments described above.
  • the advantages and modifications of the beverage holder according to the invention reference is made to the advantages and modifications of the tempering device according to the invention.
  • the object underlying the invention is further achieved by a neck-blower of the type mentioned, wherein the blower module of the neck-blower according to the invention is designed according to one of the embodiments described above.
  • the advantages and modifications of the neck blower according to the invention reference is made to the advantages and modifications of the blower module according to the invention.
  • the object underlying the invention is further achieved by a temperature control system for a vehicle seat of the aforementioned type, wherein the fan module of the temperature control system according to the invention is designed according to one of the embodiments described above.
  • the advantages and modifications of the temperature control system according to the invention reference is first made to the advantages and modifications of the blower module according to the invention.
  • the blower module has a closed or partially closed circulation circuit for the air flow, wherein the temperature-controlled flow of useful air is conducted under a temperature control layer, for example the seat cover of the vehicle seat.
  • the seat cover may be, for example, a leather cover of the vehicle seat.
  • a tempering system can also be used in an aircraft seat, a piece of furniture, a camera housing or in another installation which requires a defined air humidity and / or a defined temperature.
  • FIG. 1 shows an embodiment of the blower module according to the invention in a sectional plan view.
  • FIG. 3 shows parts of the blower module shown in FIG. 1 in a perspective illustration
  • FIG. 5 is a detail view of the blower module shown in FIG. 1.
  • FIGS. 1 to 3 show a fan module 10 with a flow generator 12 and a thermoelectric device 16, which are arranged in a module housing 42 in such a way that the flow generator 12 and the thermoelectric device 16 are not optically visible from outside.
  • the flow generator 12 serves to generate an air flow.
  • the flow generator on a paddle wheel 14, which is rotationally driven.
  • the rotating impeller 14 sucks in air from the vicinity of the fan module 10.
  • the suction direction of the air runs essentially parallel to the axis of rotation R of the blade wheel 14.
  • the thermoelectric device 16 comprises a plurality of Peltier elements, by means of which by applying a suitable voltage, a temperature difference between a useful side 18 and an exhaust side 20 of the thermoelectric
  • thermoelectric Device 16 can be brought about.
  • the thermoelectric device 16 is substantially flat, wherein the useful side 18 and the exhaust side 20 are arranged opposite one another.
  • the useful side 18 of the thermoelectric device 16 is used for tempering a useful air flow.
  • the Exhaust side 20 of the thermoelectric device 16 is heat-transmitting coupled to a first exhaust air flow.
  • the air flow generated by the flow generator 12 is divided within the blower module 10 in the Nutzluftströmung, the first exhaust air flow and a second exhaust air flow.
  • the useful air is supplied via a Nutzluftpfad 28 of the useful side 18 of the thermoelectric device 16.
  • the first exhaust air flow is supplied via a first exhaust air path 29 of the exhaust side 20 of the thermoelectric device 16.
  • the second exhaust air path 30 directs a second exhaust air flow past the thermoelectric device 16, the first exhaust air path 29 and the second exhaust air path 30 leading out the first exhaust air flow and the second exhaust air flow out of the fan module 10.
  • thermoelectric device 16 On the useful side 18 of the thermoelectric device 16, a heat transfer device 22 is arranged, which is flowed through by the Nutzluftströmung, so that a heat exchange between the Nutzseite 18 of the thermoelectric device 16 and the Nutzluftströmung is achieved.
  • a heat transfer device 24 On the exhaust side 20 of the thermoelectric device 16 is also a heat transfer device 24 is arranged, which is flowed through by the first exhaust air flow, so that a heat exchange between the exhaust side 20 of the thermoelectric device 16 and the first exhaust air flow is achieved.
  • the heat transfer device 22 on the useful side 18 of the thermoelectric device 16 and the heat transfer device 24 on the exhaust side 20 of the thermoelectric device 16 each have formed of a metal alloy heat transfer fins.
  • the fan module 10 has various electronic components 36a-36f, 38a-38d, which are arranged on a printed circuit board 34.
  • the electronic circuit board 34 has various electronic components 36a-36f, 38a-38d, which are arranged on a printed circuit board 34.
  • Components 36a-36f generate waste heat during operation and are thus to be qualified as heat sources.
  • the electronic components 38a-38d generate no or only a negligible amount of waste heat during operation.
  • the electrical components 36a-36f, 38a-38d may be arranged on the side facing the impeller 14 and / or on the side facing away from the impeller 14 side of the circuit board 34.
  • the electrical components 36a-36f are within the second exhaust air path 30 and become from the second exhaust air flow flows through and / or flows around.
  • the electronic components 36a-36f are arranged on the side of the printed circuit board 34 facing away from the paddle wheel 14, a heat exchange with the second exhaust air flow takes place via the printed circuit board 34.
  • the Verwandung the Nutzluftpfads 28 and the end wall of the second Ent Kunststoffpfads 30 are each formed in sections of the circuit board 34, wherein between the Nutzluftpfad 28 and the second exhaust air path 30 in a range a sobewandung 40 is arranged.
  • the heat sources 36a-36f are disposed at the portion of the circuit board 34 which forms a portion of the wall of the second exhaust path 30.
  • a heat exchange between the heat sources 36a-36d and the second exhaust air flow is implemented so that the heat generated at the heat sources is removed without affecting the temperature of the useful air flow through the second exhaust air flow.
  • the electronic components 38a-38d are disposed on the portion of the circuit board 34 which forms a portion of the wall of the payload air path 28. However, since the electronic components 38a-38d produce no or only a negligible amount of heat, there is no substantial heat exchange between the useful air flow and the electronic
  • the impeller 14 of the flow generator 12 is also supported by the circuit board 34, wherein at least one heat source 36a-36f is formed as part of the flow generator 12.
  • the heat sources 36a-36c form a control unit 44 of the blower module 10.
  • the printed circuit board 34 is connected via the line 26 to the thermoelectric device 16 so that a suitable voltage can be set to the thermoelectric device 16.
  • the control unit 44 has a control module for the flow generator 12 of the blower module 10 and a control module for the thermoelectric device 16 of the blower module 10.
  • 4 shows a tempering device 100 for a vehicle, wherein the tempering device 100 provides two tempered useful air flows. Furthermore, the tempering device 100 generates two exhaust air flows. This will be done ensures that the tempering device 100 comprises two fan modules 10a, 10b. Both fan modules 10a, 10b each have a flow generator 12a, 12b for generating an air flow and a thermoelectric device 16a, 16b for controlling the respective useful air part of the generated air flows.
  • the fan modules 10a, 10b use a common control unit 44, which is arranged in the module housing 42a of the fan module 10a.
  • the fan module 10b does not have its own control unit, so that no control unit is arranged in the module housing 42b of the fan module 10b.
  • the control unit 44 of the fan module 10a also includes a control module for other external flow generators, such as the flow generator 12b, and a control module for other thermoelectric devices, such as the thermoelectric device 16b.
  • the fan modules 10a, 10b are interconnected.
  • the fan module 10a is operated as a main fan module, so that the fan module 10a has a master function.
  • the fan module 10b is operated as a secondary fan module, so that the fan module 10b has a slave function.
  • the fan modules 10a, 10b can be designed in this way, resulting in one or more flow circuits, in which circulates at least a portion of a Nutzluftströmung.
  • the tempered by the thermoelectric devices air can for example be used for influx of a user, for example in the context of a neck blower, or an object, for example in the context of a beverage holder.
  • the one or more flow circuits allow the multiple use of at least a portion of the tempered air.
  • the fan modules 10a, 10b shown in FIG. 4 can be formed at least partially corresponding to the fan module 10 shown in FIG.
  • FIG. 5 shows that the useful air path 28 and the second exhaust air path 30 of the blower module 10 are connected to one another via a bypass line 32.
  • the bypass line 32 comprises a through-hole 46, which in the side wall 40 between the Nutz Kunststoffpfad 28 and the second exhaust air path 30th is arranged.
  • the bypass line 32 is disposed in the immediate vicinity of the impeller 14 of the flow generator 12.

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Gebläsemodul (10, 10a, 10b) zum Bereitstellen einer temperierten Luftströmung, mit einem Strömungserzeuger (12, 12a, 12b), welcher dazu eingerichtet ist, eine Luftströmung zu erzeugen, einer thermoelektrischen Einrichtung (16, 16a, 16b), welche eine Nutzseite (18) zum Temperieren einer Nutzluftströmung aufweist, einem Nutzluftpfad (28), über welchen die Nutzluftströmung der Nutzseite (18) der thermoelektrischen Einrichtung (16, 16a, 16b) zuführbar ist, und einem ersten Abluftpfad (29), über welchen eine erste Abluftströmung einer Abluftseite (20) der thermoelektrischen Einrichtung (16, 16a, 16b) zuführbar ist.

Description

Gebläsemodul zum Bereitstellen einer
temperierten Luftströmung
Die Erfindung betrifft ein Gebläsemodul zum Bereitstellen einer temperierten Luftströmung, mit einem Strömungserzeuger, welcher dazu eingerichtet ist, eine Luftströmung zu erzeugen, einer thermoelektrischen Einrichtung, welche eine Nutzseite zum Temperieren einer Nutzluftströmung aufweist, und einem Nutzluftpfad, über welchen die Nutzluftströmung der Nutzseite der thermoelektrischen Einrichtung zuführbar ist.
Ferner betrifft die Erfindung eine Temperiereinrichtung, insbesondere für ein Fahrzeug, zum Bereitstellen mehrerer temperierter Luftströmungen, mit mehreren Gebläsemodulen, wobei die Gebläsemodule jeweils dazu eingerichtet sind, eine temperierte Luftströmung bereitzustellen.
Darüber hinaus betrifft die Erfindung einen Getränkehalter für ein Fahrzeug, mit einem Gebläsemodul zum Temperieren zumindest eines in den Getränkehalter eingesetzten Getränkebehälters.
Außerdem betrifft die Erfindung ein Nacken-Gebläse, insbesondere für Kopfstützen von Cabriolets, mit einem Gebläsemodul zum Temperieren einer in einen Nackenbereich auszublasenden Luftströmung.
Außerdem betrifft die Erfindung ein Temperiersystem für einen Fahrzeugsitz, mit einem Gebläsemodul zum Temperieren einer Sitzfläche des Fahrzeugsitzes durch eine temperierte Luftströmung. Bei der Bereitstellung von temperierten Luftströmungen innerhalb von Fahrzeugen wird stets das Ziel verfolgt, die zur Temperierung der Luftströmung aufzuwendende Energiemenge möglichst gering zu halten. Außerdem sollen die eingesetzten Gebläsemodule eine vergleichsweise hohe Temperierleistung aufweisen, sodass eine rasche Temperierwirkung erzielt werden kann. Gattungsgemäße Gebläsemodule arbeiten mit einer thermoelektrischen Einrichtung, welche eine Nutzseite und eine Abluftseite aufweist. Damit eine entsprechende thermoelektrische Einrichtung mit einem hohen Wirkungsgrad betrieben werden kann,
BESTATIGUNGSKOPIE ist es neben einem Wärmeaustausch an der Nutzseite der thermoelektrischen Einrichtung notwendig, ebenfalls einen Wärmeaustausch an der Abluftseite der thermoelektrischen Einrichtung umzusetzen.
Die bekannten Gebläsemodule weisen an der Abluftseite der thermoelektrischen Einrichtung jedoch keinen ausreichenden Wärmeaustausch auf, sodass das Gebläsemodul lediglich mit einem geringeren Wirkungsgrad betrieben werden kann. Somit ist für eine Vielzahl von Anwendungsbereichen entweder die Temperierleistung entsprechender Gebläsemodule zu gering oder die aufzuwendende Energiemenge für die Temperierung der Luftströmung zu hoch. Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht somit darin, die Temperierung von Luftströmen zu verbessern, insbesondere durch eine Steigerung des Wirkungsgrads der zur Temperierung von Luftströmen verwendeten Einrichtungen.
Die Aufgabe wird gelöst durch ein Gebläsemodul der eingangs genannten Art, wobei das Gebläsemodul einen ersten Abluftpfad aufweist, über welchen eine erste Abluftströmung einer Abluftseite der thermoelektrischen Einrichtung zuführbar ist.
Die Erfindung macht sich die Erkenntnis zunutze, dass durch einen ersten Abluftpfad, welcher mit einer ersten Abluftströmung gespeist wird, ein effektiver Wärmeaustausch an der Abluftseite der thermoelektrischen Einrichtung umgesetzt werden kann. Durch den Wärmeaustausch an der Abluftseite der thermoelektrischen Einrichtung kann die Temperierleistung des Gebläsemoduls gesteigert und/oder die aufzuwendende Energiemenge zur Temperierung der Luftströmung gesenkt werden. Entsprechende Gebläsemodule eignen sich in diesem Fall insbesondere für Elektro- und Hybridfahrzeuge, da hier zur Steigerung der Reichweite der Wirkungsgrad der verbauten elektrischen Verbraucher besonders relevant ist. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Gebläsemoduls weist dieses eine oder mehrere Wärmequellen auf, wobei die eine oder die mehreren Wärmequellen vorzugsweise außerhalb des Nutzluftpfads und/oder entfernt von der Bewandung des Nutzluftpfads angeordnet sind. Dadurch, dass die eine oder die mehreren Wärmequellen außerhalb des Nutzluftpfads und/oder entfernt von der Bewandung des Nutzluftpfads angeordnet sind, wird ein Wärmeaustausch zwischen der Nutzluftströmung und den Wärmequellen vermieden oder zumindest erheblich verringert. Somit kommt es im Kühlbetrieb des Gebläsemoduls nicht zu einer Erwärmung der Nutzluftströmung durch die eine oder die mehreren Wärmequellen, sodass die Kühlleistung des Gebläsemoduls auch nicht durch die von der einen oder den mehreren Wärmequellen erzeugte Abwärme beeinträchtigt wird. Auf diese Weise wird eine Verminderung der Temperierleistung und des Wirkungsgrads des Gebläsemoduls durch die eine oder die mehreren Wärmequellen effektiv vermieden. Vorzugsweise sind sämtliche Wärmequellen des Gebläsemoduls außerhalb des Nutzluftpfads und/oder entfernt von der Bewandung des Nutzluftpfads angeordnet.
Außerdem ist ein erfindungsgemäßes Gebläsemodul vorteilhaft, bei welchem eine, mehrere oder sämtliche der Wärmequellen innerhalb eines zweiten Abluftpfads und/oder an der Bewandung des zweiten Abluftpfads angeordnet sind. Im Kühlbetrieb des Gebläsemoduls wird die erste Abluftströmung genutzt, um Wärme von der Abluftseite der thermoelektrischen Einrichtung abzuführen. Die zweite Abluftströmung wird genutzt, um Wärme von der einen oder den mehreren Wärmequellen abzuführen. Die erste Abluftströmung wird nach dem Wärmeaustausch mit der Abluftseite der thermoelektrischen Einrichtung aus dem Gebläsemodul herausgeführt und vorzugsweise nicht zu weiteren Temperierzwecken genutzt. Die zweite Abluftströmung wird nach dem Wärmeaustausch mit der einen oder den mehreren Wärmequellen aus dem Gebläsemodul herausgeführt und vorzugsweise nicht zu weiteren Temperierzwecken genutzt. Die erste Abluftströmung und die zweite Abluftströmung können vor Verlassen des Gebläsemoduls, insbesondere in die Umgebung, wieder zusammengeführt werden. Alternativ können die erste Abluftströmung und die zweite Abluftströmung auch separat das Gebläsemodul verlassen. Da die erste Abluftströmung und die zweite Abluftströmung nicht weiter genutzt werden, führt die deren Aufnahme von Wärme zu keiner wesentlichen Beeinträchtigung der Temperierleistung des Gebläsemoduls, unabhängig davon, ob das Gebläsemodul im Heiz- oder im Kühlmodus betrieben wird. In einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Gebläsemoduls ist der zweite Abluftpfad dazu eingerichtet, eine zweite Abluftströmung an der thermoelektrischen Einrichtung vorbeizuleiten. Dadurch, dass eine zweite Abluftströmung an der thermoelektrischen Einrichtung vorbeigeleitet wird, wird auch der Wärmeaustausch zwischen der Abluftseite der thermoelektrischen Einrichtung und der ersten Abluftströmung nicht durch die zweite Abluftströmung beeinträchtigt, wenn die zweite Abluftströmung bereits Wärme von einer oder mehreren Wärmequellen aufgenommen hat und dadurch erwärmt wurde. Auf diese Weise wird letztendlich der Wirkungsgrad und die Temperierleistung des Gebläsemoduls weiter gesteigert. In einer anderen bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Gebläsemoduls sind der erste Abluftpfad und/oder der zweite Abluftpfad dazu eingerichtet, die erste Abluftströmung und/oder die zweite Abluftströmung aus dem Gebläsemodul herauszuleiten. Die erste Abluftströmung und die zweite Abluftströmung können vor Verlassen des Gebläsemoduls, insbesondere in die Umgebung, wieder zusammengeführt werden. Alternativ können die erste Abluftströmung und die zweite Abluftströmung auch separat das Gebläsemodul verlassen.
In einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Gebläsemoduls sind der Nutzluftpfad und der zweite Abluftpfad über eine oder mehrere Bypass-Leitungen miteinander verbunden. Vorzugsweise teilt sich die von dem Strömungserzeuger erzeugte Luftströmung durch die eine oder die mehreren Bypass-Leitungen in eine Nutzluftströmung und eine zweite Abluftströmung auf. Nach dem Passieren der einen oder der mehreren Bypass-Leitungen sind der Nutzluftpfad und der zweite Abluftpfad separat voneinander ausgebildet, sodass es nicht zu einer Vermischung der Nutzluftströmung und der zweiten Abluftströmung innerhalb des Gebläsemoduls kommt. Die eine oder die mehreren Bypass-Leitungen können beispielsweise als ein oder mehrere Durchgangslöcher in einem Bewandungsabschnitt des Gebläsemoduls ausgebildet sein. Das eine oder die mehreren Durchgangslöcher können in einem Bewandungsabschnitt eines Schaufelrads des Gebläsemoduls angeordnet sein. Die eine oder die mehreren Bypass-Leitungen können auch als Durchgänge, Luftspalten oder Schlitze zwischen einem Bewandungsabschnitt eines Schaufelrads des Gebläsemoduls und einer Leiterplatte des Gebläsemoduls ausgebildet sein. Vorzugsweise ist die eine oder sind die mehreren Bypass-Leitungen derart angeordnet und ausgebildet, dass die durch den Strömungserzeuger erzeugte Luftströmung ausreichend ist, um eine Separierung der zweiten Abluftströmung herbeizuführen.
Das erfindungsgemäße Gebläsemodul wird ferner dadurch vorteilhaft weitergebildet, dass eine, mehrere oder sämtliche Bypass-Leitungen in der unmittelbaren Umgebung des Strömungserzeugers angeordnet sind. Insbesondere weist der Strömungserzeuger ein Schaufelrad auf, welches zumindest abschnittsweise von einer Schaufelradbewandung umgeben ist. Ausgehend von der Schaufelradbewandung ist der dem Schaufelrad zugewandte Bereich vorzugsweise ein Abschnitt des Nutzluftpfads. Ausgehend von der Schaufelradbewandung ist der dem Schaufelrad abgewandte Bereich vorzugsweise ein Abschnitt des zweiten Abluftpfads. Vorzugsweise weist die Schaufelradbewandung eine oder mehrere Durchgangslöcher auf, welche als Bypass-Leitungen den Nutzluftpfad und den zweiten Abluftpfad miteinander verbinden. Die Schaufelradbewandung läuft zumindest abschnittsweise um das Schaufelrad herum.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Gebläsemoduls wird die Bewandung des Nutzluftpfads zumindest abschnittsweise von einer Leiterplatte ausgebildet. Vorzugsweise sind auf dem Abschnitt der Leiterplatte, welcher Teil der Bewandung des Nutzluftpfads ist, auf der dem Nutzluftpfad abgewandten Seite elektronische Komponenten angeordnet, welche keine oder lediglich eine unwesentliche Menge an Wärme erzeugen. Somit kommt es nicht zu einem Erwärmen der Nutzluftströmung innerhalb des Nutzluftpfads durch wärmeerzeugende elektronische Komponenten, welche auf der Leiterplatte angeordnet sind, welche zumindest einen Abschnitt der Bewandung des Nutzluftpfads ausbildet.
Ferner ist ein erfindungsgemäßes Gebläsemodul bevorzugt, bei welchem die Bewandung des zweiten Abluftpfads zumindest abschnittsweise von einer Leiterplatte ausgebildet ist. Vorzugsweise sind auf dem Abschnitt der Leiterplatte, welcher Teil der Bewandung des zweiten Abluftpfads ist, auf der dem zweiten Abluftpfad zugewandten und/oder abgewandten Seite elektronische Komponenten angeordnet, welche Wärme erzeugen. Die wärmeerzeugenden elektronischen Komponenten können auf diese Weise Wärme mit der innerhalb des zweiten Abluftpfads strömenden zweiten Abluftströmung austauschen. Da ein Wärmeübertrag auf die Nutzluftströmung vermieden wird, werden der Wirkungsgrad und die Temperierleistung des Gebläsemoduls im Kühlbetrieb nicht durch die wärmeerzeugenden elektronischen Komponenten beeinträchtigt.
Darüber hinaus ist ein erfindungsgemäßes Gebläsemodul vorteilhaft, bei welchem die Bewandung des Nutzluftpfads und die Bewandung des zweiten Abluftpfads zumindest abschnittsweise von einer gemeinsamen Leiterplatte ausgebildet werden. Ein erster Abschnitt der gemeinsamen Leiterplatte bildet dabei zumindest einen Teil der Bewandung des Nutzluftpfads und ein weiterer Abschnitt der Leiterplatte bildet dabei einen Teil der Bewandung des zweiten Abluftpfads aus. Auf dem Teil der gemeinsamen Leiterplatte, welcher einen Abschnitt der Bewandung des Nutzluftpfads ausbildet, sind vorzugsweise lediglich elektronische Komponenten angeordnet, welche keine oder lediglich eine unwesentliche Menge von Wärme erzeugen. Auf dem Teil der gemeinsamen Leiterplatte, welcher einen Abschnitt der Bewandung des zweiten Abluftpfads ausbildet, sind vorzugsweise elektronische Komponenten angeordnet, welche Wärme erzeugen.
In einer anderen bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Gebläsemoduls umfasst der Strömungserzeuger ein Schaufelrad, wobei das Schaufelrad vorzugsweise von einer Leiterplatte getragen wird. Die das Schaufelrad tragende Leiterplatte kann beispielsweise einen Abschnitt der Bewandung des Nutzluftpfads und/oder einen Abschnitt der Bewandung des zweiten Abluftpfads ausbilden. Beispielsweise kann die das Schaufelrad tragende Leiterplatte die gemeinsame Leiterplatte sein, welche sowohl einen Abschnitt der Bewandung des zweiten Abluftpfads als auch einen Abschnitt der Bewandung des Nutzluftpfads ausbildet. Vorzugsweise bildet die Projektionsfläche oder ein Teil der Projektionsfläche des Schaufelrads einen Abschnitt des Nutzluftpfads aus. Vorzugsweise bildet der von den Schaufeln des Schaufelrads in Anspruch genommene Raum einen Abschnitt des Nutzluftpfads aus. In einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Gebläsemoduls ist zumindest eine Wärmequelle als Bestandteil des Strömungserzeugers ausgebildet. Vorzugsweise weist der Strömungserzeuger einen elektrischen Antrieb auf, welcher eine oder mehrere Spulen umfasst. Die eine oder die mehreren Spulen erzeugen im Betrieb des Gebläsemoduls Wärme, welche über die zweite Abluftströmung ohne Beeinträchtigung der Nutzluftströmung abgeführt wird. Die eine oder die mehreren Spulen bilden vorzugsweise eine oder mehrere Wärmequellen aus.
Außerdem ist ein erfindungsgemäßes Gebläsemodul vorteilhaft, bei welchem zumindest eine Wärmequelle als Steuereinheit des Gebläsemoduls ausgebildet ist. Vorzugsweise umfasst die Steuereinheit eine wärmeerzeugende elektronische Schaltung. Insbesondere umfasst die Steuereinheit einen wärmeerzeugenden Spannungswandler, beispielsweise einen DC/DC-Wandler, einen wärmeerzeugenden Mikrocontroller, einen wärmeerzeugenden Treiber für die thermoelektrische Einrichtung, einen wärmeerzeugenden Treiber für den Strömungserzeuger, eine oder mehrere wärmeerzeugenden H-Brücken und/oder andere wärmeerzeugende stromtreibende Komponenten, welche als Wärmequellen in Betracht kommen.
Darüber hinaus ist ein erfindungsgemäßes Gebläsemodul bevorzugt, bei welchem die Steuereinheit auch dazu eingerichtet ist, ein oder mehrere weitere Gebläsemodule zu steuern. Vorzugsweise ist die Steuereinheit des Gebläsemoduls als gemeinsame Steuereinheit mehrerer Gebläsemodule ausgebildet. Mittels der gemeinsamen Steuereinheit können das Gebläsemodul und ein oder mehrere weitere Gebläsemodule vorzugsweise unabhängig oder in Abhängigkeit voneinander gesteuert werden. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Gebläsemoduls weist die Steuereinheit ein Steuermodul für den Strömungserzeuger des Gebläsemoduls und/oder ein Steuermodul für die thermoelektrische Einrichtung des Gebläsemoduls auf. Alternativ oder zusätzlich weist die Steuereinheit ein oder mehrere Steuermodule für den Strömungserzeuger eines oder mehrerer weiterer Gebläsemodule und/oder ein oder mehrere Steuermodule für die thermoelektrische Einrichtung eines oder mehrerer weiterer Gebläsemodule auf. Wenn der Strömungserzeuger ein Schaufelrad umfasst, kann mittels des Steuermoduls für den Strömungserzeuger eine Schaufelraddrehzahl vorgegeben werden. Mittels des Steuermoduls für die thermoelektrische Einrichtung kann beispielsweise eine Versorgungsspannung der thermoelektrischen Einrichtung vorgegeben werden. Auf diese Weise lässt sich mittels der Steuereinheit die Strömungsgeschwindigkeit der Nutzluftströmung und/oder der Abluftströmungen steuern. Ferner lässt sich auf diese Weise mittels der Steuereinheit die Wärmepumpmenge zwischen der Nutzseite und der Abluftseite der thermoelektrischen Einrichtung steuern. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Gebläsemoduls weist das Gebläsemodul keine eigene Steuereinheit auf und ist vorzugsweise dazu eingerichtet, von einer Steuereinheit eines weiteren Gebläsemoduls gesteuert zu werden. Insbesondere, wenn mehrere Gebläsemodule in einer Temperiereinheit gemeinsam genutzt werden sollen, können die Kosten erheblich gesenkt werden, indem nicht jedes einzelne Gebläsemodul eine eigene Steuereinheit aufweist. Gebläsemodule ohne eigene Steuereinheit können in diesem Fall signalleitend mit der Steuereinheit eines anderen Gebläsemoduls verbunden werden, sodass die Steuereinheit des anderen Gebläsemoduls die Steuerung mehrerer Gebläsemodule übernimmt. Darüber hinaus ist ein erfindungsgemäßes Gebläsemodul vorteilhaft, welches ein Modulgehäuse aufweist, wobei der Strömungserzeuger und/oder die thermoelektrische Einrichtung in dem Modulgehäuse angeordnet sind. Vorzugsweise sind der Strömungserzeuger und/oder die thermoelektrische Einrichtung derart in dem Modulgehäuse angeordnet, dass keine Bestandteile des Strömungserzeugers und/oder der thermoelektrischen Einrichtung von außen optisch sichtbar sind. Vorzugsweise ist ebenfalls die Steuereinheit innerhalb des Modulgehäuses angeordnet. Das Modulgehäuse schützt in diesem Fall den Strömungserzeuger, die thermoelektrische Einrichtung und/oder die Steuereinheit vor externen mechanischen Beanspruchungen und/oder führt zu einer erheblichen Vereinfachung des Montagevorgangs des erfindungsgemäßen Gebläsemoduls.
An der Nutzseite der thermoelektrischen Einrichtung ist vorzugsweise eine Wärmeübertragungseinrichtung angeordnet, welche dazu eingerichtet ist, von der Nutzluftströmung umströmt und/oder durchströmt zu werden und/oder einen Wärmeaustausch zwischen der Nutzseite der thermoelektrischen Einrichtung und der Nutzluftströmung herbeizuführen oder zu verstärken. Die Wärmeübertragungseinrichtung an der Nutzseite der thermoelektrischen Einrichtung kann beispielsweise eine oder mehrere Wärmeübertragungsrippen und/oder Wärmeübertragungslamellen aufweisen. Ferner kann die
Wärmeübertragungseinrichtung an der Nutzseite der thermoelektrischen Einrichtung teilweise oder vollständig aus Metall oder einer Metalllegierung ausgebildet sein.
An der Abluftseite der thermoelektrischen Einrichtung ist vorzugsweise eine Wärmeübertragungseinrichtung angeordnet, welche dazu eingerichtet ist, von der ersten Abluftströmung umströmt und/oder durchströmt zu werden und/oder einen Wärmeaustausch zwischen der Abluftseite der thermoelektrischen Einrichtung und der ersten Abluftströmung herbeizuführen oder zu verstärken. Die Wärmeübertragungseinrichtung an der Abluftseite der thermoelektrischen Einrichtung kann beispielsweise eine oder mehrere Wärmeübertragungsrippen und/oder Wärmeübertragungslamellen aufweisen. Ferner kann die
Wärmeübertragungseinrichtung an der Abluftseite der thermoelektrischen Einrichtung teilweise oder vollständig aus Metall oder einer Metalllegierung ausgebildet sein.
Der zweite Abluftpfad kann ferner derart ausgebildet sein, dass mittels eines Venturi- Effekts zusätzlich Abluft aus dem zweiten Abluftpfad abgeführt und aus dem Gebläsemodul herausgeführt wird.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird ferner durch eine Temperiereinrichtung der eingangs genannten Art gelöst, wobei das Gebläsemodul, mehrere oder sämtliche Gebläsemodule nach einer der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen ausgebildet sind. Hinsichtlich der Vorteile und Modifikationen der erfindungsgemäßen Temperiereinrichtung wird zunächst auf die Vorteile und Modifikationen des erfindungsgemäßen Gebläsemoduls verwiesen.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Temperiereinrichtung sind einzelne, mehrere oder sämtliche der mehreren Gebläsemodule miteinander verschaltet. Durch die Verschaltung einzelner, mehrerer oder sämtlicher Gebläsemodule können einzelne Komponenten, wie beispielsweise eine Steuereinheit, von mehreren Gebläsemodulen genutzt werden. Auf diese Weise kann eine erhebliche Kosteneinsparung umgesetzt werden. Außerdem können auf diese Weise einzelne, mehrere oder sämtliche der Gebläsemodule in Abhängigkeit voneinander oder in Abstimmung aufeinander betrieben werden.
In einer Weiterbildung der erfindungsgemäßen Temperiereinrichtung nutzen einzelne, mehrere oder sämtliche der mehreren Gebläsemodule eine gemeinsame Steuereinheit. Dabei können die einzelnen, mehreren oder sämtlichen Gebläsemodule, welche die gemeinsame Steuereinheit nutzen, unabhängig voneinander oder abhängig voneinander gesteuert werden. Insbesondere ist zumindest ein Gebläsemodul als Hauptgebläsemodul ausgebildet und ein oder mehrere weitere Gebläsemodule sind als Nebengebläsemodule ausgebildet. Dem Hauptgebläsemodul kommt hierbei eine Master-Funktion zu, wobei dem einen oder den mehreren Nebengebläsemodulen eine Slave-Funktion zukommt. Vorzugsweise ist die gemeinsame Steuereinheit Bestandteil des Hauptgebläsemoduls, wobei sämtliche Nebengebläsemodule die Steuereinheit des Hauptgebläsemoduls nutzen.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Temperiereinrichtung ist die gemeinsame Steuereinheit in einem Modulgehäuse eines Gebläsemoduls angeordnet. Vorzugsweise ist die gemeinsame Steuereinheit in dem Modulgehäuse des Hauptgebläsemoduls angeordnet, welche eine Master-Funktion umsetzt.
In einer anderen Ausführungsform weist die erfindungsgemäße Temperiereinrichtung einen Strömungskreislauf auf, welcher das Zirkulieren zumindest eines Teils der Nutzluftströmung erlaubt. Vorzugsweise ist in den Strömungskreislauf ein Temperierabschnitt integriert, in welchem die temperierte Nutzluftströmung ein zu temperierendes Objekt und/oder einen Nutzer anströmt. Vorzugsweise wird die in den Temperierabschnitt eingeleitete Luftströmung zumindest abschnittsweise wieder zurück in einen Leitungsabschnitt gesaugt, sodass eine Zirkulation zumindest eines Teils der Nutzluftströmung umgesetzt werden kann. Somit wird zumindest ein Teil der zum Temperieren eines Objekts oder eines Nutzers verwendeten Luft wiederverwendet. Üblicherweise kann nur ein Teil der zum Temperieren eines Objekts oder eines Nutzers verwendeten Luft wiederverwendet werden, sodass stets neue Luft in den Strömungskreislauf einzubringen ist. Die neu einzubringende Luftmenge entspricht der die Gebläsemodule verlassenden Luftmenge der Abluftströmungen.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird ferner durch einen Getränkehalter der eingangs genannten Art gelöst, wobei die Temperiereinrichtung des erfindungsgemäßen Getränkehalters nach einer der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen ausgebildet ist. Hinsichtlich der Vorteile und Modifikationen des erfindungsgemäßen Getränkehalters wird auf die Vorteile und Modifikationen der erfindungsgemäßen Temperiereinrichtung verwiesen.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird ferner durch ein Nacken-Gebläse der eingangs genannten Art gelöst, wobei das Gebläsemodul des erfindungsgemäßen Nacken-Gebläses nach einer der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen ausgebildet ist. Hinsichtlich der Vorteile und Modifikationen des erfindungsgemäßen Nacken-Gebläses wird auf die Vorteile und Modifikationen des erfindungsgemäßen Gebläsemoduls verwiesen. Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird ferner durch ein Temperiersystem für einen Fahrzeugsitz der eingangs genannten Art gelöst, wobei das Gebläsemodul des erfindungsgemäßen Temperiersystems nach einer der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen ausgebildet ist. Hinsichtlich der Vorteile und Modifikationen des erfindungsgemäßen Temperiersystems wird zunächst auf die Vorteile und Modifikationen des erfindungsgemäßen Gebläsemoduls verwiesen.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist das Gebläsemodul einen geschlossenen oder teilgeschlossenen Zirkulationskreislauf für die Luftströmung auf, wobei die temperierte Nutzluftströmung unter eine Temperierschicht, beispielsweise den Sitzbezug des Fahrzeugsitzes, geleitet wird. Der Sitzbezug kann beispielsweise ein Lederbezug des Fahrzeugsitzes sein. Vorzugsweise ist ein solches System auf der dem Benutzer des Fahrzeugsitzes abgewandten und/oder zugewandten Seite eines Sitz- oder Lehnenpolsters im Schaum des Fahrzeugsitzes integriert. Ferner kann ein derartiges Temperiersystem auch in einem Flugzeugsitz, einem Möbel, einem Kameragehäuse oder in einer anderen Anlage, welche eine definierte Luftfeuchtigkeit und/oder eine definierte Temperatur benötigt, eingesetzt werden.
Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert und beschrieben. Dabei zeigen:
Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Gebläsemoduls in einer geschnittenen Draufsicht;
Fig. 2 das in der Fig. 1 dargestellte Gebläsemodul in einer seitlichen
Schnittdarstellung; Fig. 3 Teile des in der Fig. 1 dargestellten Gebläsemoduls in einer perspektivischen Darstellung;
Fig. 4 ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Temperiereinrichtung in einer schematischen Darstellung; und
Fig. 5 eine Detailansicht des in der Fig. 1 dargestellten Gebläsemoduls. Die Fig.1 bis Fig. 3 zeigen ein Gebläsemodul 10 mit einem Strömungserzeuger 12 und einer thermoelektrischen Einrichtung 16, welche derart in einem Modulgehäuse 42 angeordnet sind, dass der Strömungserzeuger 12 und die thermoelektrische Einrichtung 16 von außen optisch nicht sichtbar sind.
Der Strömungserzeuger 12 dient zum Erzeugen einer Luftströmung. Hierzu weist der Strömungserzeuger ein Schaufelrad 14 auf, welches rotatorisch antreibbar ist. Das rotierende Schaufelrad 14 saugt Luft aus der Umgebung des Gebläsemoduls 10 an. Die Einsaugrichtung der Luft verläuft im Wesentlichen parallel zu der Rotationsachse R des Schaufelrads 14.
Die thermoelektrische Einrichtung 16 umfasst mehrere Peltier-Elemente, mittels welchen durch Anlegen einer geeigneten Spannung ein Temperaturunterscheid zwischen einer Nutzseite 18 und einer Abluftseite 20 der thermoelektrischen
Einrichtung 16 herbeigeführt werden kann. Die thermoelektrische Einrichtung 16 ist im Wesentlichen flach ausgebildet, wobei die Nutzseite 18 und die Abluftseite 20 gegenüberliegend angeordnet sind. Die Nutzseite 18 der thermoelektrischen Einrichtung 16 wird zum Temperieren einer Nutzluftströmung genutzt. Die Abluftseite 20 der thermoelektrischen Einrichtung 16 ist wärmeübertragend mit einer ersten Abluftströmung gekoppelt.
Die von dem Strömungserzeuger 12 erzeugte Luftströmung teilt sich innerhalb des Gebläsemoduls 10 in die Nutzluftströmung, die erste Abluftströmung und eine zweite Abluftströmung auf. Die Nutzluft wird über einen Nutzluftpfad 28 der Nutzseite 18 der thermoelektrischen Einrichtung 16 zugeführt. Die erste Abluftströmung wird über einen ersten Abluftpfad 29 der Abluftseite 20 der thermoelektrischen Einrichtung 16 zugeführt. Der zweite Abluftpfad 30 leitet eine zweite Abluftströmung an der thermoelektrischen Einrichtung 16 vorbei, wobei der erste Abluftpfad 29 und der zweite Abluftpfad 30 die erste Abluftströmung und die zweite Abluftströmung aus dem Gebläsemodul 10 herausleiten.
An der Nutzseite 18 der thermoelektrischen Einrichtung 16 ist eine Wärmeübertragungseinrichtung 22 angeordnet, welche von der Nutzluftströmung durchströmt wird, sodass ein Wärmeaustausch zwischen der Nutzseite 18 der thermoelektrischen Einrichtung 16 und der Nutzluftströmung erreicht wird. An der Abluftseite 20 der thermoelektrischen Einrichtung 16 ist ebenfalls eine Wärmeübertragungseinrichtung 24 angeordnet, welche von der ersten Abluftströmung durchströmt wird, sodass ein Wärmeaustausch zwischen der Abluftseite 20 der thermoelektrischen Einrichtung 16 und der ersten Abluftströmung erreicht wird. Die Wärmeübertragungseinrichtung 22 an der Nutzseite 18 der thermoelektrischen Einrichtung 16 und die Wärmeübertragungseinrichtung 24 an der Abluftseite 20 der thermoelektrischen Einrichtung 16 weisen jeweils aus einer Metalllegierung ausgebildete Wärmeübertragungslamellen auf.
Das Gebläsemodul 10 weist verschiedene elektronische Komponenten 36a-36f, 38a- 38d auf, welche auf einer Leiterplatte 34 angeordnet sind. Die elektronischen
Komponenten 36a-36f erzeugen im Betrieb Abwärme und sind somit als Wärmequellen zu qualifizieren. Die elektronischen Komponenten 38a-38d erzeugen im Betrieb keine oder lediglich eine unwesentliche Menge an Abwärme. Die elektrischen Komponenten 36a-36f, 38a-38d können auf der dem Schaufelrad 14 zugewandten und/oder auf der dem Schaufelrad 14 abgewandten Seite der Leiterplatte 34 angeordnet sein. Wenn die elektronischen Komponenten 36a-36f auf der dem Schaufelrad 14 zugewandten Seite der Leiterplatte 34 angeordnet sind, liegen die elektrischen Komponenten 36a-36f innerhalb des zweiten Abluftpfads 30 und werden von der zweiten Abluftströmung durchströmt und/oder umströmt. Wenn die elektronischen Komponenten 36a-36f auf der dem Schaufelrad 14 abgewandten Seite der Leiterplatte 34 angeordnet sind, erfolgt ein Wärmeaustausch mit der zweiten Abluftströmung über die Leiterplatte 34.
Die Bewandung des Nutzluftpfads 28 und die Bewandung des zweiten Abluftpfads 30 werden jeweils abschnittsweise von der Leiterplatte 34 ausgebildet, wobei zwischen dem Nutzluftpfad 28 und dem zweiten Abluftpfad 30 in einem Bereich eine Seitenbewandung 40 angeordnet ist. Die Wärmequellen 36a-36f sind an dem Abschnitt der Leiterplatte 34 angeordnet, welcher einen Abschnitt der Bewandung des zweiten Abluftpfads 30 ausgebildet. Somit wird ein Wärmeaustausch zwischen den Wärmequellen 36a-36d und der zweiten Abluftströmung umgesetzt, sodass die an den Wärmequellen erzeugte Wärme ohne Beeinflussung der Temperatur der Nutzluftströmung durch die zweite Abluftströmung abtransportiert wird. Die elektronischen Komponenten 38a-38d sind an dem Abschnitt der Leiterplatte 34 angeordnet, welcher einen Abschnitt der Bewandung des Nutzluftpfads 28 ausgebildet. Da die elektronischen Komponenten 38a-38d jedoch keine oder lediglich eine unwesentliche Menge an Wärme erzeugen, kommt es zu keinem wesentlichen Wärmeaustausch zwischen der Nutzluftströmung und den elektronischen
Komponenten 38a-38d, sodass die Temperatur der Nutzluftströmung auch nicht durch die elektronischen Komponenten 38a-38d beeinflusst wird. Das Schaufelrad 14 des Strömungserzeugers 12 wird ebenfalls von der Leiterplatte 34 getragen, wobei zumindest eine Wärmequelle 36a-36f als Bestandteil des Strömungserzeugers 12 ausgebildet ist. Die Wärmequellen 36a-36c bilden eine Steuereinheit 44 des Gebläsemoduls 10 aus.
Die Leiterplatte 34 ist über die Leitung 26 mit der thermoelektrischen Einrichtung 16 verbunden, damit an der thermoelektrischen Einrichtung 16 eine geeignete Spannung eingestellt werden kann.
Die Steuereinheit 44 weist ein Steuermodul für den Strömungserzeuger 12 des Gebläsemoduls 10 und ein Steuermodul für die thermoelektrische Einrichtung 16 des Gebläsemoduls 10 auf. Die Fig. 4 zeigt eine Temperiereinrichtung 100 für ein Fahrzeug, wobei die Temperiereinrichtung 100 zwei temperierte Nutzluftströmungen bereitstellt. Ferner erzeugt die Temperiereinrichtung 100 zwei Abluftströmungen. Dies wird dadurch erreicht, dass die Temperiereinrichtung 100 zwei Gebläsemodule 10a, 10b umfasst. Beide Gebläsemodule 10a, 10b weisen jeweils einen Strömungserzeuger 12a, 12b zum Erzeugen einer Luftströmung und eine thermoelektrische Einrichtung 16a, 16b zum Temperieren des jeweiligen Nutzluftteils der erzeugten Luftströmungen auf. Die Gebläsemodule 10a, 10b nutzen eine gemeinsame Steuereinheit 44, welche in dem Modulgehäuse 42a des Gebläsemoduls 10a angeordnet ist. Das Gebläsemodul 10b verfügt über keine eigene Steuereinheit, sodass in dem Modulgehäuse 42b des Gebläsemoduls 10b keine Steuereinheit angeordnet ist. Jedoch umfasst die Steuereinheit 44 des Gebläsemoduls 10a neben einem Steuermodul für den Strömungserzeuger 12a und einem Steuermodul für die thermoelektrische Einrichtung 16a ebenfalls ein Steuermodul für weitere externe Strömungserzeuger, wie dem Strömungserzeuger 12b, und ein Steuermodul für weitere thermoelektrische Einrichtungen, wie der thermoelektrischen Einrichtung 16b. Über die signalleitende Verbindung 102 sind die Gebläsemodule 10a, 10b miteinander verschaltet. Das Gebläsemodul 10a wird dabei als Hauptgebläsemodul betrieben, sodass dem Gebläsemodul 10a eine Master-Funktion zukommt. Das Gebläsemodul 10b wird dabei als Nebengebläsemodul betrieben, sodass dem Gebläsemodul 10b eine Slave-Funktion zukommt. Insgesamt lassen sich mit der Steuereinheit 44 des Gebläsemoduls 10a mehrere weitere Gebläsemodule steuern. Die Gebläsemodule 10a, 10b können dabei derart ausgebildet sein, sich ein oder mehrere Strömungskreisläufe ergeben, in welchen zumindest ein Teil einer Nutzluftströmung zirkuliert. Die durch die thermoelektrischen Einrichtungen temperierte Luft kann beispielsweise zum Anströmen eines Nutzers, beispielsweise im Rahmen eines Nackengebläses, oder eines Objekts, beispielsweise im Rahmen eines Getränkehalters, benutzt werden. Der eine oder die mehreren Strömungskreisläufe erlauben die Mehrfachverwendung zumindest eines Teils der temperierten Luft.
Die in der Fig. 4 dargestellten Gebläsemodule 10a, 10b können dabei zumindest zum Teil entsprechend dem in der Fig.1 dargestellten Gebläsemodul 10 ausgebildet sein.
Die Fig. 5 zeigt, dass der Nutzluftpfad 28 und der zweite Abluftpfad 30 des Gebläsemoduls 10 über eine Bypass-Leitung 32 miteinander verbunden sind. Die Bypass-Leitung 32 umfasst ein Durchgangsloch 46, welches in der Seitenbewandung 40 zwischen dem Nutzluftpfad 28 und dem zweiten Abluftpfad 30 angeordnet ist. Somit ist die Bypass-Leitung 32 in der unmittelbaren Umgebung des Schaufelrads 14 des Strömungserzeugers 12 angeordnet.
Bezugszeichen
10, 10a, 10b Gebläsemodul
12, 12a, 12b Strömungserzeuger
14 Schaufelrad
16, 16a, 16b thermoelektrische Einrichtung 18 Nutzseite
20 Abluftseite
22 Wärmeübertragungseinrichtung 24 Wärmeübertragungseinrichtung
26 Leitung
28 Nutzluftpfad
29 erster Abluftpfad
30 zweiter Abluftpfad
32 Bypass-Leitung
34 Leiterplatte
36a-36f Wärmequellen
38a-38d elektronische Komponenten
40 Seitenbewandung
42, 42a, 42b Modulgehäuse
44 Steuereinheit
46 Durchgangsloch
100 Temperiereinrichtung
102 signalleitende Verbindung
R Rotationsachse

Claims

Ansprüche
1. Gebläsemodul (10, 10a, 10b) zum Bereitstellen einer temperierten Luftströmung, mit
einem Strömungserzeuger (12, 12a, 12b), welcher dazu eingerichtet ist, eine Luftströmung zu erzeugen;
einer thermoelektrischen Einrichtung (16, 16a, 16b), welche eine Nutzseite (18) zum Temperieren einer Nutzluftströmung aufweist, und einem Nutzluftpfad (28), über welchen die Nutzluftströmung der Nutzseite (18) der thermoelektrischen Einrichtung (16, 16a, 16b) zuführbar ist;
gekennzeichnet durch einen ersten Abluftpfad (29), über welchen eine erste Abluftströmung einer Abluftseite (20) der thermoelektrischen Einrichtung (16, 16a, 16b) zuführbar ist.
2. Gebläsemodul (10, 10a, 10b) nach Anspruch 1 ,
gekennzeichnet durch eine oder mehrere Wärmequellen (36a-36f), wobei die eine oder die mehreren Wärmequellen (36a-36f) vorzugsweise außerhalb des Nutzluftpfads (28) und/oder entfernt von der Bewandung des Nutzluftpfads (28) angeordnet sind.
3. Gebläsemodul (10, 10a, 10b) nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, dass eine, mehrere oder sämtliche der Wärmequellen (36a-36f) innerhalb eines zweiten Abluftpfads (30) und/oder an der Bewandung des zweiten Abluftpfads (30) angeordnet sind.
4. Gebläsemodul (10, 10a, 10b) nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Abluftpfad (30) dazu eingerichtet ist, eine zweite Abluftströmung an der thermoelektrischen Einrichtung (16, 16a, 16b) vorbei zu leiten.
5. Gebläsemodul (10, 10a, 10b) nach Anspruch 3 oder 4,
dadurch gekennzeichnet, dass der erste Abluftpfad (29) und/oder der zweite Abluftpfad (30) dazu eingerichtet sind, die erste Abluftströmung und/oder die zweite Abluftströmung aus dem Gebläsemodul (10, 10a, 10b) herauszuleiten.
6. Gebläsemodul (10, 10a, 10b) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Nutzluftpfad (28) und der zweite
Abluftpfad (30) über eine oder mehrere Bypass-Leitungen (32) miteinander verbunden sind.
7. Gebläsemodul (10, 10a, 10b) nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, dass eine, mehrere oder sämtliche Bypass- Leitungen (32) in der unmittelbaren Umgebung des Strömungserzeugers (12, 12a, 12b) angeordnet sind.
8. Gebläsemodul (10, 10a, 10b) nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die Bewandung des Nutzluftpfads (28) zumindest abschnittsweise von einer Leiterplatte (34) ausgebildet wird.
9. Gebläsemodul (10, 10a, 10b) nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die Bewandung des zweiten Abluftpfads (30) zumindest abschnittsweise von einer Leiterplatte (34) ausgebildet wird.
10. Gebläsemodul (10, 10a, 10b) nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die Bewandung des Nutzluftpfads (28) und die Bewandung des zweiten Abluftpfads (30) zumindest abschnittsweise von einer gemeinsamen Leiterplatte (34) ausgebildet werden.
11. Gebläsemodul (10, 10a, 10b) nach einem der Ansprüche 8 bis 10,
dadurch gekennzeichnet, dass der Strömungserzeuger (12, 12a, 12b) ein Schaufelrad (14) umfasst, wobei das Schaufelrad (14) vorzugsweise von einer Leiterplatte (34) getragen wird.
12. Gebläsemodul (10, 10a, 10b) nach einem der Ansprüche 2 bis 11 ,
dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Wärmequelle (36a-36f) als Bestandteil des Strömungserzeugers (12, 12a, 12b) ausgebildet ist
13. Gebläsemodul (10, 10a, 10b) nach einem der Ansprüche 2 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Wärmequelle (36a-36f) als Steuereinheit (44) des Gebläsemoduls (10, 10a, 10b) ausgebildet ist.
14. Gebläsemodul (10, 10a, 10b) nach Anspruch 13,
dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (44) auch dazu eingerichtet ist, ein oder mehrere weitere Gebläsemodule (10, 10a, 10b) zu steuern.
15. Gebläsemodul (10, 10a, 10b) nach Anspruch 13 oder 14,
dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (44) ein oder mehrere der folgenden Bestandteile aufweist:
ein Steuermodul für den Strömungserzeuger (12, 12a, 12b) des Gebläsemoduls (10, 10a, 10b);
ein Steuermodul für die thermoelektrische Einrichtung (16, 16a, 16b) des Gebläsemoduls (10, 10a, 10b);
ein oder mehrere Steuermodule für den Strömungserzeuger (12, 12a, 12b) eines oder mehrerer weiterer Gebläsemodule (10, 10a, 10b);
ein oder mehrere Steuermodule für die thermoelektrische Einrichtung (16, 16a, 16b) eines oder mehrerer weiterer Gebläsemodule (10, 10a, 10b).
16. Gebläsemodul (10, 10a, 10b) nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass das Gebläsemodul (10, 10a, 10b) keine eigene Steuereinheit aufweist und vorzugsweise dazu eingerichtet ist, von einer
Steuereinheit (44) eines weiteres Gebläsemoduls (10, 10a, 10b) gesteuert zu werden.
17. Gebläsemodul (10, 10a, 10b) nach einem der vorstehenden Ansprüche,
gekennzeichnet durch ein Modulgehäuse (42, 42a, 42b), wobei der
Strömungserzeuger (12, 12a, 12b) und/oder die thermoelektrische
Einrichtung (16, 16a, 16b) in dem Modulgehäuse (42, 42a, 42b) angeordnet sind.
18. Temperiereinrichtung (100), insbesondere für ein Fahrzeug, zum Bereitstellen mehrerer temperierter Luftströmungen, mit
mehreren Gebläsemodulen (10, 10a, 10b), wobei die Gebläsemodule (10, 10a, 10b) jeweils dazu eingerichtet sind, eine temperierte Luftströmung bereitzustellen; dadurch gekennzeichnet, dass ein Gebläsemodul (10, 10a, 10b), mehrere oder sämtliche Gebläsemodule (10, 10a, 10b) nach einem der vorstehenden
Ansprüche ausgebildet sind.
19. Temperiereinrichtung (100) nach Anspruch 18,
dadurch gekennzeichnet, dass einzelne, mehrere oder sämtliche der mehreren Gebläsemodule (10, 10a, 10b) miteinander verschaltet sind.
20. Temperiereinrichtung (100) nach Anspruch 18 oder 19,
dadurch gekennzeichnet, dass einzelne, mehrere oder sämtliche der mehreren
Gebläsemodule (10, 10a, 10b) eine gemeinsame Steuereinheit (44) nutzen.
21. Temperiereinrichtung (100) nach Anspruch 20,
dadurch gekennzeichnet, dass die gemeinsame Steuereinheit (44) in einem Modulgehäuse (42, 42a, 42b) eines Gebläsemoduls (10, 10a, 10b) angeordnet ist.
22. Temperiereinrichtung (100) nach einem der Ansprüche 18 bis 21 ,
gekennzeichnet durch einen Strömungskreislauf, welcher das Zirkulieren zumindest eines Teils der Nutzluftströmung erlaubt.
23. Getränkehalter für ein Fahrzeug, mit
Gebläsemodul (10, 10a, 10b) zum Temperieren zumindest eines in den Getränkehalter eingesetzten Getränkebehälters;
dadurch gekennzeichnet, dass das Gebläsemodul (10, 10a, 10b) nach einem der
Ansprüche 1 bis 17 ausgebildet ist.
24. Nacken-Gebläse, insbesondere für Kopfstützen von Cabriolets, mit
einem Gebläsemodul (10, 10a, 10b) zum Temperieren einer in einen Nackenbereich auszublasenden Luftströmung;
dadurch gekennzeichnet, dass das Gebläsemodul (10, 10a, 10b) nach einem der Ansprüche 1 bis 17 ausgebildet ist.
25. Temperiersystem für einen Fahrzeugsitz, mit einem Gebläsemodul (10, 10a, 10b) zum Temperieren einer Sitzfläche des Fahrzeugsitzes durch eine temperierte Luftströmung;
dadurch gekennzeichnet, dass das Gebläsemodul (10, 10a, 10b) nach einem der Ansprüche 1 bis 17 ausgebildet ist.
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