DE102011010395A1

DE102011010395A1 - Klimaschrank

Info

Publication number: DE102011010395A1
Application number: DE201110010395
Authority: DE
Inventors: Roland Kolb
Original assignee: Memmert & Co KG Waerme GmbH; Memmert and Co Kg Warme- Medizin- und Labortechnische Elektro-Gerate GmbH
Current assignee: Memmert & Co KG Waerme GmbH; Memmert and Co Kg Warme- Medizin- und Labortechnische Elektro-Gerate GmbH
Priority date: 2011-02-04
Filing date: 2011-02-04
Publication date: 2012-08-09

Abstract

Klimaschrank mit mindestens einem Peltier-Element (1) als Wärmetauscher, umfassend einen im Schrankinnenraum angeordneten Innenkühlkörper (2) und einen an der Schrankaußenwand angeordneten Außenkühlkörper (4), wobei jedem Kühlkörper (2, 4) ein Lüfterrad (3, 5) zugeordnet ist, gekennzeichnet durch einen das dem Außenkühlkörper (4) zugeordnete Außenlüfterrad (5) drehantreibenden Lüftermotor und durch eine das Peltier-Element (1) durchsetzende, das dem Innenkühlkörper (2) zugeordnete Innenlüfterrad (3) lagernde und vom Lüftermotor drehangetriebene Antriebswelle (7).

Description

Die Erfindung betrifft einen Klimaschrank, insbesondere einen so genannten Kühlbrutschrank. Derartige Klimaschränke benötigen einen Wärmetauscher, um die gewünschte Schrankinnentemperatur zu erreichen. Entweder muss der Innenraum des Klimaschranks gegenüber der Umgebungstemperatur aufgeheizt oder abgekühlt werden. Die vorliegende Erfindung betrifft einen Klimaschrank mit einem oder mehreren Peltier-Elementen als Wärmetauscher. Bei den hier insbesondere betroffenen Kühlbrutschränken handelt es sich um Kühlschränke, bei denen die Schrankinnentemperatur unter der Schrankaußentemperatur liegt.
Bei der Verwendung von Peltier-Elementen als Wärmetauscher ist es erforderlich, die jeweilige Abluft, insbesondere die Abwärme, vom Peltier-Element weg zu fördern. Nach dem Stand der Technik wird die im Peltier-Element erwärmte oder abgekühlte Luft mit Hilfe eines Lüfters fortgeblasen. Aus Platzersparnisgründen werden hierfür so genannte Axiallüfter eingesetzt. Diese Lüfter bestehen aus einem rotierenden Lüfterrad und einen im Lüfterrad auf der Lüfterwelle angeordneten Antriebsmotor. Derartige Antriebsmotoren werden auch als Axialmotoren bezeichne.
Nachteilig bei der Verwendung derartiger Axialmotoren ist die Tatsache, dass der im Schrankinnenraum angeordnete Axialmotor Eigenwärme entwickelt und so den Klimatisierungseffekt im Schrankinnenraum in die eine oder andere Richtung konterkariert. Insbesondere bei einem Kühl-Klimaschrank heizt der Axialmotor den Schrankinnenraum in unerwünschter Weise auf.
Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Lüfterantrieb für den Innenraum eines mit Hilfe eines Peltier-Elements temperierten Klimaschrank so zu gestalten, dass eine Erwärmung des Schrankinnenraums durch die Abwärme des Antriebsmotors für das Innenlüfterrad wirksam verhindert ist.
Diese Aufgabe ist durch die Merkmalskombination des Anspruchs 1 in erfinderischer Weise gelöst. Die rückbezogenen Ansprüche betreffen teilweise vorteilhafte und teilweise für sich selbst erfinderische Weiterbildungen der Erfindung.
Die Erfindung geht davon aus, dass bei einem Klimaschrank mit Peltier-Element sowohl ein im Schrankinnenraum angeordneter Innenkühlkörper als auch ein an der Schrankaußenwand angeordneter Außenkühlkörper vorgesehen sind. Jedem dieser Kühlkörper ist ein Lüfterrad zugeordnet. Die Erfindung beruht auf der Überlegung, beide Lüfterräder von der Schrankaußenseite her anzutreiben. Hierfür ist das im Schrankinnenraum angeordnete Innenlüfterrad auf einer das Peltier-Element durchsetzenden drehangetriebenen Antriebswelle angeordnet. Diese Antriebswelle wird gemäß der Erfindung von demselben Lüftermotor angetrieben, der auch das Außenlüfterrad antreibt. Auf diese Weise wird die gesamte Abwärme des Lüftermotors vom Schrankinnenraum ferngehalten und beeinflusst die Temperatur im Schrankinnenraum somit nicht mehr. Die Wärmeentwicklung außerhalb des Klimaschranks ist für dessen Temperaturverhalten völlig unkritisch und deshalb ohne weiteres hinnehmbar. Darüber hinaus hat die Erfindung noch den Vorteil, dass die sonst übliche Verkapselung des im Schrankinnenraum angeordneten Lüftermotors ersatzlos entfallen kann. Diese Verkapselung ist deshalb aufwändig und kostspielig, weil eine sehr hohe Dichtheitsstufe, beispielsweise die Dichtheitsstufe IP67 erreicht werden muss. Zudem ist ein ungekapselter Lüftermotor außerhalb des Klimaschranks zu Montage- und Reparaturzwecken sehr viel besser zugänglich als ein im Klimaschrank angeordneter und darüber hinaus gekapselter Lüftermotor.
In vorteilhafter Ausgestaltung sind sowohl das Innenlüfterrad als auch das Außenlüfterrad auf der Antriebswelle gemeinsam angeordnet und werden von einem im Außenlüfterrad angeordneten gemeinsamen Axialmotor angetrieben.
Um die Temperaturabfuhr aus dem Peltier-Element auf der Innenseite bzw. der Außenseite individuell steuern zu können, ist in vorteilhafter Ausgestaltung vorgeschlagen, zwischen den Lüftermotor und die Antriebswelle ein Getriebe zwischenzuschalten. Der Lüftermotor treibt hierbei mit seiner Motordrehzahl das Außenlüfterrad an, während das Getriebe für eine abweichende Drehzahl der Antriebswelle und damit des Innenlüfterrads sorgt.
Die Wand des Klimaschranks ist mehrschichtig aufgebaut. Die Schrankinnenwand besteht aus Reinheits- und Hygienegründen bevorzugt aus Edelstahl. An die Schrankinnenwand schließt sich vorzugsweise eine mehrlagige Isolierschicht an, welche an der Außenseite von einer metallischen Schrankaußenwand bedeckt wird.
Das Peltier-Element mit der Antriebswelle ist vorzugsweise als einteilige Baugruppe gefertigt, welche in die Isolationsschichten der Klimaschrankwand eingebettet ist.
Anhand des Ausführungsbeispiels ist die Erfindung näher erläutert. Es zeigen:
1 eine geschnittene Darstellung der Schrankwand mit eingesetztem Peltier-Element,
2 das Peltier-Element gemäß der Darstellung aus 1,
3 eine perspektivische Ansicht auf das Außenlüfterrad des in der Schrankwand eingebauten Peltier-Elements,
4 eine perspektivische Ansicht des Innenlüfterrads des in der Schrankwand eingebauten Peltier-Elements.
Das in 2 dargestellte Peltier-Element 1 besteht aus einem Innenkühlkörper 2, einem dem Innenkühlkörper 2 vorgelagerten Innenlüfterrad 3, einem Außenkühlkörper 4, einem dem Außenkühlkörper 4 vorgelagerten Außenlüfterrad 5 und einer zwischen dem Innenkühlkörper 2 und dem Außenkühlkörper 4 angeordneten Isolierschicht 6. Im Außenlüfterrad 5 ist ein Axialmotor angeordnet. Dieser Axialmotor treibt sowohl das Außenlüfterrad 5 als auch die das Peltier-Element in Querrichtung durchsetzende Antriebswelle 7 an. Auf der Antriebswelle 7 ist das Innenlüfterrad 3 gelagert. Infolge des Drehantriebs der Antriebswelle 7 durch den Axialmotor wird auch das Innenlüfterrad 43 drehangetrieben.
Aus der Darstellung der 1 ist ersichtlich, dass die Antriebswelle 7 in einem thermisch entkoppelten Wellenlager 8 in der Isolierschicht 6 drehbar gelagert ist.
Die in der 1, 3 und 4 dargestellte Baugruppe wird in die Seitenwand des in den Zeichnungen nicht dargestellten Klimaschranks eingesetzt. Hierbei ragt das Innenlüfterrad 3 in den Innenraum des mit einer Edelstahlinnenwand ausgekleideten Klimaschranks. Das Außenlüfterrad 5 befindet sich demgegenüber auf der Außenseite des Klimaschranks. Mit Hilfe des am Außenlüfterrad 5 angeordneten Axialmotors werden sowohl das Außenlüfterrad 5 als auch die Antriebswelle 7 angetrieben. Gemeinsam mit der Antriebswelle 7 wird das Innenlüfterrad 3 angetrieben. Auf diese Weise wird mit der Motorkraft des Axialmotors im Außenlüfterrad 5 die gesamte Abwärme vom Peltier-Element 1 weggefördert.
Bezugszeichenliste

1: Peltier-Element
2: Innenkühlkörper
3: Innenlüfterrad
4: Außenkühlkörper
5: Außenlüfterrad
6: Isolierschicht
7: Antriebswelle
8: Wellenlager

Claims

Klimaschrank mit mindestens einem Peltier-Element (1) als Wärmetauscher, umfassend einen im Schrankinnenraum angeordneten Innenkühlkörper (2) und einen an der Schrankaußenwand angeordneten Außenkühlkörper (4), wobei jedem Kühlkörper (2, 4) ein Lüfterrad (3, 5) zugeordnet ist, gekennzeichnet durch einen das dem Außenkühlkörper (4) zugeordnete Außenlüfterrad (5) drehantreibenden Lüftermotor und durch eine das Peltier-Element (1) durchsetzende, das dem Innenkühlkörper (2) zugeordnete Innenlüfterrad (3) lagernde und vom Lüftermotor drehangetriebene Antriebswelle (7).
Klimaschrank nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl das Außenlüfterrad (5) als auch das Innenlüfterrad (3) auf der Antriebswelle (7) gelagert sind und dass ein im Außenlüfterrad (5) angeordneter Axialmotor die Antriebswelle (7) drehantreibt.
Klimaschrank nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch ein zwischen Lüftermotor und Antriebswelle (7) zwischengeschaltetes Getriebe.
Klimaschrank nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch eine mehrschichtige Schrankwand mit einer Schrankinnenwand aus Edelstahl, mit einer Schrankaußenwand aus Metall und mit einer oder mehreren Isolierschichten 6 zwischen der Schrankinnen- und der Schrankaußenwand.