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Die Erfindung betrifft ein Luft-Temperiermodul, insbesondere für eine temperierbare Aufbewahrungseinrichtung, mit einer Luft-Temperiereinheit, welche einen Nutzluft-Temperierbereich und einen Abluft-Temperierbereich umfasst, einem Nutzluftpfad, welcher sich von einem Nutzluft-Einlass bis zu einem Nutzluft-Auslass erstreckt und den Nutzluft-Temperierbereich der Luft-Temperiereinheit fluidleitend mit dem Nutzluft-Auslass verbindet, einem Nutzluftventilator, welcher dazu eingerichtet ist, eine Nutzluftströmung entlang des Nutzluftpfads zu erzeugen, und einem Abluftpfad, welcher sich von einem Abluft-Einlass bis zu einem Abluft-Auslass erstreckt und den Abluft-Temperierbereich der Luft-Temperiereinheit fluidleitend mit dem Abluft-Auslass verbindet.
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Ferner betrifft die Erfindung eine temperierbare Aufbewahrungseinrichtung, insbesondere für ein Fahrzeug, mit einem Luft-Temperiermodul zum Temperieren von Luft und einem Temperierbehälter, welcher dazu eingerichtet ist, in einem Aufnahmebereich ein oder mehrere zu temperierende Objekte aufzunehmen, wobei ein Nutzluftpfad des Luft-Temperiermoduls einen Nutzluft-Temperierbereich der Temperiereinheit fluidleitend mit dem Aufnahmebereich des Temperierbehälters verbindet und ein Abluftpfad des Luft-Temperiermoduls einen Abluft-Temperierbereich der Luft-Temperiereinheit fluidleitend mit der Umgebung der Aufbewahrungseinrichtung verbindet.
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Bekannte temperierbare Aufbewahrungseinrichtungen, wie beispielsweise temperierbare Getränkehalter, setzen thermoelektrische Einrichtungen oder Kleinstkompressoren zur Erzielung einer Temperierwirkung ein. Die bekannten Systeme weisen dabei regelmäßig eine Temperierfläche auf, welche mit dem zu temperierenden Objekt, also beispielsweise dem Getränkebehälter, in Kontakt zu bringen ist, um einen wirksamen Wärmeaustausch umsetzen zu können. Da die Größen und Formen unterschiedlicher Getränkebehälter teilweise erheblich voneinander abweichen, stellen Temperierflächen stets eine Kompromisslösung dar, deren Temperierwirkung von der tatsächlichen Kontaktfläche zwischen dem zu temperieren Getränkebehälter und der Temperierfläche abhängig ist.
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Häufig werden Temperiereinrichtungen mit temperierbaren Bodenflächen eingesetzt, bei welchen die Temperierwirkung zunächst im Bodenbereich des Getränkebehälters eintritt. Diese inhomogene Temperierung führt zu einer vergleichsweise geringen Temperiereffektivität und führt zu vergleichsweise langen Temperierzeiten.
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Bei temperierbaren Aufbewahrungseinrichtungen zum Temperieren von mehreren Objekten ist die Temperierwirkung bei bekannten Lösungen regelmäßig von der Objektposition abhängig, sodass beispielsweise Objekte in einer ersten Reihe schneller temperiert werden als Objekte in einer zweiten Reihe.
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Darüber hinaus werden bei bekannten temperierbaren Aufbewahrungseinrichtungen regelmäßig Aluminiumgehäuse eingesetzt, welche zu einem hohen Gewicht und zu hohen Herstellungskosten führen. Ferner weisen die bekannten temperierbaren Aufbewahrungseinrichtungen regelmäßig eine aufwendige elektronische Steuerung auf, wodurch einerseits die Entwicklungskosten und andererseits die Herstellungskosten erhöht werden.
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Im Fahrzeugbereich sind außerdem Lösungen bekannt, bei welchen die Temperierung von Objekten unter Verwendung der fahrzeuginternen Klimaanlage erfolgt. Entsprechende Systeme weisen jedoch eine begrenzte Temperierleistung auf, sodass es zu langen Temperierzeiten kommt. Außerdem ist die Integration entsprechender Systeme in die fahrzeuginterne Luftführung mit einem erheblichen Aufwand verbunden. Ferner ist die Temperierung von Objekten in diesem Fall von dem Betrieb der Klimaanlage abhängig.
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Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht somit darin, die Temperierung von Objekten zu verbessern und somit die aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile zumindest teilweise zu überwinden.
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Die Aufgabe wird gelöst durch ein Luft-Temperiermodul der eingangs genannten Art, wobei das erfindungsgemäße Luft-Temperiermodul einen Abluftventilator aufweist, welcher dazu eingerichtet ist, eine Abluftströmung entlang des Abluftpfads zu erzeugen.
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Die Erfindung macht sich die Erkenntnis zunutze, dass durch die Separierung der Nutzluftströmung von der Abluftströmung eine Beeinträchtigung der Temperierleistung verhindert wird. Da ein Wärmeaustausch zwischen der Nutzluftströmung und der Abluftströmung im Wesentlichen vermieden wird, kommt es nicht zu einer ungewünschten Temperaturänderung der Nutzluftströmung durch die Abluftströmung. Außerdem erlaubt die Verwendung unterschiedlicher Ventilatoren innerhalb des Nutzluftpfads und des Abluftpfads einerseits eine präzise und bedarfsgerechte Temperierung der Nutzluft und andererseits eine wirksame Abfuhr der Abluft.
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Das erfindungsgemäße Luft-Temperiermodul kann zum Erwärmen und/oder zum Abkühlen der Nutzluft eingesetzt werden. Somit kann über den Abluftpfad entweder eine erwärmte und/oder abgekühlte Abluft abtransportiert werden. Das Luft-Temperiermodul kann als autonomes System in einer Vielzahl von unterschiedlichen Anwendungsbereichen eingesetzt werden. Beispielsweise kann die temperierte Nutzluft zum Temperieren von Getränkebehältnissen, mobilen Endgeräten, wie etwa Smartphones oder Tablets, Batterien, insbesondere Fahrzeugbatterien, elektronischen Geräten oder Lebensmitteln eingesetzt werden. Die bezeichneten Objekte können mittels der temperierten Nutzluft des Luft-Temperiermoduls abgekühlt und/oder aufgeheizt werden. Ferner erlaubt das erfindungsgemäße Luft-Temperiermodul auch das Aufrechterhalten einer aktuellen Objekttemperatur.
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In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Luft-Temperiermoduls weist dieses ein mehrteiliges Modulgehäuse auf, wobei der Nutzluftpfad und/oder der Abluftpfad zumindest teilweise durch Luftkanäle innerhalb des Modulgehäuses ausgebildet sind. Insbesondere ist das Modulgehäuse aus einem Kunststoffmaterial ausgebildet. Vorzugsweise ist die Luft-Temperiereinheit, der Nutzluftventilator und/oder der Abluftventilator innerhalb des Modulgehäuses angeordnet.
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Darüber hinaus ist ein erfindungsgemäßes Luft-Temperiermodul bevorzugt, bei welchem das Modulgehäuse ein erstes Teil und ein zweites Teil aufweist, wobei die Luft-Temperiereinheit, der Nutzluftventilator und/oder der Abluftventilator zwischen dem ersten Teil und dem zweiten Teil angeordnet sind. Das erste Teil und/oder das zweite Teil können aus einem thermischen Isolationsmaterial ausgebildet sein. Das thermische Isolationsmaterial kann beispielsweise expandiertes Polypropylen (EPP) oder modifiziertes Polyphenylenether (MPPE) umfassen. Die Luft-Temperiereinheit, der Nutzluftventilator und/oder Abluftventilator sind vorzugsweise innerhalb von Ausnehmungen in dem ersten Teil und/oder dem zweiten Teil des Modulgehäuses angeordnet. Die Luft-Temperiereinheit, der Nutzluftventilator und/oder der Abluftventilator sind vorzugsweise ohne Befestigungsmittel zwischen dem ersten Teil und dem zweiten Teil des Modulgehäuses fixiert, wobei die Luft-Temperiereinheit, der Nutzluftventilator und/oder der Abluftventilator in das Modulgehäuse eingelegt oder eingesteckt sein können. Die Luft-Temperiereinheit, der Nutzluftventilator und/oder der Abluftventilator sind über einen Formschluss innerhalb des Modulgehäuses fixiert. Durch das Modulgehäuse kommt es außerdem zu einer Schalldämpfung und somit zu einem verringerten wahrnehmbaren Geräuschniveau während des Betriebs des Luft-Temperiermoduls. Insbesondere kommt es zur Dämpfung der Ventilatorgeräusche des Nutzluftventilators und/oder des Abluftventilators durch das Modulgehäuse.
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Darüber hinaus ist ein erfindungsgemäßes Luft-Temperiermodul vorteilhaft, bei welchem das erste Teil des Modulgehäuses eine den Nutzluftpfad oder den Abluftpfad zumindest abschnittsweise umfassende Ausnehmung aufweist und das zweite Teil des Modulgehäuses einen sich abschnittsweise parallel zum Nutzluftpfad oder Abluftpfad erstreckenden Materialvorsprung aufweist, welcher in die Ausnehmung des ersten Teils hineinragt. Vorzugsweise ist die Ausnehmung tiefer als die Höhe des Materialvorsprungs, sodass sich ein entsprechender Nutzluftpfad oder Abluftpfad ergibt, dessen Höhe zumindest abschnittsweise der Differenz zwischen der Ausnehmungstiefe und der Materialvorsprungshöhe entspricht. Hierdurch wird erreicht, dass der Nutzluftpfad und der Abluftpfad zumindest abschnittsweise in unterschiedlichen Strömungsebenen verlaufen, wobei die Strömungsebenen parallel zueinander ausgerichtet sein können. Durch diese konstruktive Maßnahme lässt sich vergleichsweise einfach eine Separierung des Nutzluftpfads von dem Abluftpfad umsetzen.
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In einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Luft-Temperiermoduls umfasst das erste Teil des Modulgehäuses den Abluft-Einlass und den Abluft-Auslass und/oder das zweite Teil des Modulgehäuses umfasst den Nutzluft-Einlass und den Nutzluft-Auslass. Vorzugsweise ist der Abluft-Einlass des Modulgehäuses unterhalb des Abluft-Auslasses des Modulgehäuses angeordnet. Vorzugsweise ist der Nutzluft-Einlass des Modulgehäuses unterhalb des Nutzluft-Auslasses des Modulgehäuses angeordnet. Insbesondere ist die Abluft-Einlassrichtung des Modulgehäuses um 90° versetzt zu der Abluft-Auslassrichtung des Modulgehäuses. Die Nutzluft-Einlassrichtung und die Nutzluft-Auslassrichtung verlaufen im Wesentlichen parallel zueinander.
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In einer anderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Luft-Temperiermoduls weist die Luft-Temperiereinheit zumindest eine thermoelektrische Einrichtung auf, wobei die zumindest eine thermoelektrische Einrichtung eine Nutzluftseite und eine Abluftseite aufweist und die Nutzluftseite wärmeübertragend mit dem Nutzluft-Temperierbereich und die Abluftseite wärmeübertragend mit dem Abluft-Temperierbereich verbunden ist. Vorzugsweise verläuft die Nutzluft-Strömungsrichtung im Bereich der Luft-Temperiereinheit 90° versetzt zu der Abluft-Strömungsrichtung, wobei der Nutzluftpfad und der Abluftpfad in unterschiedlichen Strömungsebenen liegen. Hierdurch werden die Nutzluftströmung und die Abluftströmung thermisch voneinander getrennt bzw. isoliert. Die zumindest eine thermoelektrische Einrichtung ist vorzugsweise als Peltier-Element ausgebildet. Innerhalb des Nutzluft-Temperierbereichs und/oder innerhalb des Abluft-Temperierbereichs sind vorzugsweise Wärmeaustauscheinrichtungen angeordnet, welche einen Wärmeaustausch zwischen der zumindest einen thermoelektrischen Einrichtung und der Nutzluft bzw. der Abluft fördern. Die Wärmeaustauscheinrichtungen können jeweils mehrere Wärmeaustauschrippen und/oder Wärmeaustauschlamellen umfassen. Die Wärmeaustauschrippen und/oder die Wärmeaustauschlamellen der jeweiligen Wärmeaustauscheinrichtungen erstrecken sich jeweils in Strömungsrichtung. Vorzugsweise erstrecken sich die Wärmeaustauschrippen und/oder die Wärmeaustauschlamellen der innerhalb des Nutzluft-Temperierbereichs angeordneten Wärmeaustauscheinrichtung in eine andere Richtung als die Wärmeaustauschrippen und/oder die Wärmeaustauschlamellen der innerhalb des Abluft-Temperierbereichs angeordneten Wärmeaustauscheinrichtung. Vorzugsweise verlaufen die Wärmeaustauschrippen und/oder die Wärmeaustauschlamellen der innerhalb des Nutzluft-Temperierbereichs angeordneten Wärmeaustauscheinrichtung 90 Grad versetzt zu den Wärmeaustauschrippen und/oder den Wärmeaustauschlamellen der innerhalb des Abluft-Temperierbereichs angeordneten Wärmeaustauscheinrichtung. Die Wärmeaustauscheinrichtungen können mit der thermoelektrischen Einrichtung verklebt sein, sodass keine separate Fixierung der Wärmeaustauscheinrichtungen notwendig ist. Ferner wird eine Wärmebrücke zwischen der Nutzseite und der Abluftseite der thermoelektrischen Einrichtung durch etwaige Verbindungs- oder Befestigungselemente für die Wärmeaustauscheinrichtungen durch die Verklebung vermieden.
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Es ist ferner ein erfindungsgemäßes Luft-Temperiermodul bevorzugt, bei welchem der Nutzluftpfad und der Abluftpfad über die gesamte Länge separat voneinander ausgebildet sind. Insbesondere weisen der Nutzluftpfad und der Abluftpfad keinen gemeinsamen Teilabschnitt auf. Somit wird ein Luftaustausch zwischen dem Nutzluftpfad und dem Ablaufpfad vermieden. Ferner kommt es zu keinem oder lediglich zu einem geringfügigen Wärmeaustausch zwischen der Nutzluftströmung und der Abluftströmung.
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In einer anderen bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Luft-Temperiermoduls sind der Nutzluftventilator und/oder der Abluftventilator jeweils als Radialventilator ausgebildet. Bei Radialventilatoren wird Luft parallel bzw. axial zur Antriebsachse des Ventilators angesaugt und durch die Rotation des Radiallaufrads um 90° umgelenkt und in radialer Richtung wieder ausgeblasen. Durch eine entsprechende Ausbildung des Nutzluftventilators bzw. des Abluftventilators kann ein gesteigerter Luftdurchsatz erreicht werden, wodurch die Temperierleistung des Luft-Temperiermoduls gesteigert wird. Insbesondere begünstigt der Einsatz entsprechender Radialventilatoren die Bereitstellung vortemperierter Nutzluft und die Abfuhr der erwärmten bzw. abgekühlten Abluft.
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Es ist darüber hinaus ein erfindungsgemäßes Luft-Temperiermodul vorteilhaft, welches eine Steuerungseinrichtung aufweist, mittels welcher der Nutzluftventilator und der Abluftventilator unabhängig voneinander steuerbar sind. Insbesondere kann die Drehzahl des Nutzluftventilators unabhängig von der Drehzahl des Abluftventilators eingestellt werden. Somit kann auch der durch den Nutzluftventilator erzeugte Luftdurchsatz unabhängig von dem durch den Abluftventilator erzeugten Luftdurchsatz eingestellt werden.
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In einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Luft-Temperiermoduls ist die Steuerungseinrichtung dazu eingerichtet, den Nutzluftventilator, den Abluftventilator und/oder die Luft-Temperiereinheit in Abhängigkeit eines Gegendrucks und/oder eines Temperierbedarfs zu steuern. Der Temperierbedarf kann beispielsweise von der Temperatur eines mittels der Nutzluft zu temperierenden Objekts und/oder einer Zieltemperatur für ein mittels der Nutzluft zu temperierendes Objekt abhängig sein. Insbesondere kann der Abluftventilator auch in Abhängigkeit der Umgebungstemperatur gesteuert werden. Die Steuerungseinrichtung erlaubt somit das Einstellen einer geeigneten Rotationsgeschwindigkeit an dem Nutzluftventilator und/oder dem Abluftventilator und das Einstellen der durch den Nutzluftventilator und/oder den Abluftventilator erzeugten Druckänderung. Ferner lässt sich über die Steuerungseinrichtung auch die der Luft-Temperiereinheit zur Verfügung gestellte Versorgungsleistung steuern. Wenn die Luft-Temperiereinheit eine thermoelektrische Einrichtung umfasst, kann auf diese Weise die Wärmepumpleistung zwischen der Nutzluftseite und der Abluftseite der thermoelektrischen Einrichtung gesteuert werden.
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Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird ferner durch eine temperierbare Aufbewahrungseinrichtung der eingangs genannten Art gelöst, wobei das Luft-Temperiermodul der erfindungsgemäßen temperierbaren Aufbewahrungseinrichtung nach einer der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen ausgebildet ist. Hinsichtlich der Vorteile und Modifikationen der erfindungsgemäßen temperierbaren Aufbewahrungseinrichtung wird somit zunächst auf die Vorteile und Modifikationen des erfindungsgemäßen Luft-Temperiermoduls verwiesen.
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Durch den Einsatz eines entsprechenden Luft-Temperiermoduls ist die Temperierleistung nicht oder lediglich in geringem Maße von der Form und/oder Größe des einen oder der mehreren zu temperierenden Objekte abhängig. Ferner hängt die Temperierleistung auch nicht von der Anordnung bzw. Position des einen oder der mehreren zu temperierenden Objekte innerhalb des Aufnahmebereichs ab. Dies ist darauf zurückzuführen, dass die Temperierung des einen oder der mehreren Objekte nicht über eine temperierbare Fläche, wie etwa einem temperierbaren Bodenabschnitt, sondern über eine temperierte Nutzluftströmung umgesetzt wird. Es ergibt sich innerhalb des Aufnahmebereichs des Temperierbehälters eine homogene Temperaturverteilung, sodass es zu einer homogenen Temperierung des einen oder der mehreren Objekte kommt. Ferner ist kein direkter Kontakt des einen oder der mehreren zu temperierenden Objekte mit einer Temperierfläche notwendig. Insgesamt sorgt die erfindungsgemäße Aufbewahrungseinrichtung für einen schnelleren Wärmetransport. Dies gilt sowohl für den Wärmetransport der Nutzluftströmung als auch für den Wärmetransport der Abluftströmung. Darüber hinaus erlaubt die temperierbare Aufbewahrungseinrichtung den Einsatz vergleichsweise einfacher Elektronik, sodass die Entwicklungskosten und die Hardwarekosten reduziert werden.
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In einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen temperierbaren Aufbewahrungseinrichtung ist der Temperierbehälter aus einem Kunststoffmaterial ausgebildet. Der Temperierbehälter kann dabei einstückig oder mehrteilig ausgebildet sein. Durch den Einsatz von Kunststoffmaterial kann auf die Verwendung von Aluminium verzichtet werden. Hierdurch kommt es zu einer Reduzierung des Gewichts des Temperierbehälters und zu verringerten Material- und Herstellungskosten.
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In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der temperierbaren Aufbewahrungseinrichtung ist der Temperierbehälter aus einem geschäumten Material ausgebildet und/oder weist eine oder mehrere Folienschichten auf. Insbesondere ist der Temperierbehälter aus einem geschäumten Kunststoff ausgebildet. Durch die Verwendung von geschäumtem Material wird das Gewicht des Temperierbehälters aufgrund der geringen Dichte des geschäumten Materials nochmals verringert. Darüber hinaus sorgen die Lufteinschlüsse innerhalb des geschäumten Materials für eine thermische Isolationswirkung, sodass ein unbeabsichtigter Wärmeaustausch zwischen dem Aufnahmebereich des Temperierbehälters und der Umgebung vermieden oder zumindest erheblich verringert wird. Alternativ oder zusätzlich weist der Temperierbehälter eine oder mehrere Folienschichten auf, wobei die eine oder die mehreren Folienschichten durch tiefgezogene Folien ausgebildet sein können. Die eine oder die mehreren Folien können als Sicht- und/oder Außenfolie eingesetzt werden. Insbesondere weist die eine oder weisen die mehreren Folienschichten eine Class-A Oberfläche auf. An zumindest einer Folie kann ein Isolationsmaterial angeordnet sein, beispielsweise geschäumtes Polyurethan, expandiertes Polypropylen oder modifiziertes Polyphenylenether. Die eine oder die mehreren Folien und das Isolationsmaterial können eine Sandwichstruktur ausbilden. Beispielsweise kann eine als Außenfolie fungierende Folienschicht mit dem Isolationsmaterial verschweißt sein. Hierdurch ergibt sich eine Gewichts- und Kosteneinsparung bei optimaler Biegesteifigkeit und Stoßfestigkeit des Verbundmaterials. Ferner entfällt ein Montageschritt, da direkt ein isolierter Temperierbehälter verwendet wird. Wenn das Isolationsmaterial geschäumtes Polyurethan ist, kann die Sandwichstruktur durch einen Schäum-Prozess erzeugt werden. Wenn das Isolationsmaterial expandiertes Polypropylen oder modifiziertes Polyphenylenether ist, kann die Sandwichstruktur durch einen Sinter-Prozess erzeugt werden.
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Außerdem ist eine erfindungsgemäße temperierbare Aufbewahrungseinrichtung vorteilhaft, bei welcher die Bewandung des Temperierbehälters einen Nutzluft-Einlass und/oder einen Nutzluft-Auslass aufweist, wobei der Nutzluft-Einlass des Temperierbehälters mit dem Nutzluft-Auslass des Luft-Temperiermoduls und/oder der Nutzluft-Auslass des Temperierbehälters mit dem Nutzluft-Einlass des Nutz-Temperiermoduls fluidleitend verbunden ist. Vorzugsweise ist der Nutzluft-Einlass und/oder der Nutzluft-Auslass in der Seitenbewandung des Temperierbehälters angeordnet. Insbesondere ist der Nutzluft-Einlass des Temperierbehälters oberhalb des Nutzluft-Auslasses des Temperierbehälters angeordnet. Somit strömt im Kühlbetrieb der temperierbaren Aufbewahrungseinrichtung kalte Luft von oben durch den Aufnahmebereich nach unten. Vorzugsweise ist der Nutzluft-Einlass und/oder der Nutzluft-Auslass in die Bewandung des Temperierbehälters eingeformt. Vorzugsweise ist im Bereich des Nutzluft-Einlasses des Temperierbehälters und/oder im Bereich des Nutzluft-Auslasses des Temperierbehälters jeweils ein Lüftungsgitter oder Lüftungsraster angeordnet. Die Lüftungsgitter bzw. Lüftungsraster verhindern ein unbeabsichtigtes In-Kontakt-Kommen des Abluftventilators und/oder des Nutzluftventilators mit Gliedmaßen eines Benutzers, beispielsweise das In-Kontakt-Kommen mit einem Finger. Somit wird die Betriebssicherheit erheblich gesteigert.
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Die erfindungsgemäße temperierbare Aufbewahrungseinrichtung wird ferner dadurch vorteilhaft weitergebildet, dass der Nutzluftpfad, der Nutzluft-Temperierbereich und/oder der Nutzluftventilator des Luft-Temperiermoduls und/oder der Aufnahmebereich des Temperierbehälters in einen Luft-Strömungskreislauf integriert sind. Innerhalb des Luft-Strömungskreislaufs zirkuliert die Nutzluft. Aufgrund der Luftzirkulation wird eine effektive und wirksame Temperierung umgesetzt, da vortemperierte Luft mehrfach verwendet wird. Die ständige Neutemperierung angesaugter Umgebungsluft wird somit wirksam vermieden. Somit lassen sich neben der Aufrechterhaltung der Temperatur eines Objekts auch erhebliche Temperaturanpassungen des zu temperierenden Objekts mittels der Nutzluftströmung in einer vergleichsweise kurzen Zeit umsetzen. Außerdem wird die Kondenswasserbildung vermieden, da die zirkulierende Nutzluft nach wenigen Umläufen im Wesentlichen vollständig getrocknet ist.
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Der Abluftpfad, der Abluft-Temperierbereich und/oder der Abluftventilator des Luft-Temperiermoduls sind vorzugsweise in eine offene Strömungsschleife integriert, welche keine Zirkulation der Abluft erlaubt. Es kommt nicht zu einer Mehrfachverwendung der Abluft. Der Abluftventilator saugt somit Luft aus der Umgebung an und stößt die Abluft dann in die Umgebung aus, sodass die Temperierung innerhalb des Temperierbehälters nicht beeinträchtigt wird.
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In einer anderen Ausführungsform der erfindungsgemäßen temperierbaren Aufbewahrungseinrichtung ist der Temperierbehälter zumindest teilweise von einer thermischen Isolation, insbesondere von einem thermischen Isolationsbehälter, aus einem thermischen Isolationsmaterial umgeben. Das thermische Isolationsmaterial kann beispielsweise expandiertes Polypropylen (EPP), Polyurethan oder modifiziertes Polyphenylenether (MPPE) sein.
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Vorzugsweise weist die erfindungsgemäße temperierbare Aufbewahrungseinrichtung einen Deckel für den Temperierbehälter auf. Der Deckel kann aus dem gleichen Material wie der Temperierbehälter ausgebildet sein. Der Deckel kann mittels eines Scharniers mit dem Temperierbehälter verbunden sein. Der Deckel verringert oder verhindert einen Wärmeaustausch und/oder einen Fluidaustausch mit der Umgebung.
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In einer Weiterbildung der erfindungsgemäßen temperierbaren Aufbewahrungseinrichtung bildet zumindest ein Teil des Modulgehäuses des Luft-Temperiermoduls zumindest einen Abschnitt der thermischen Isolation aus. Vorzugsweise ist das zweite Teil des Modulgehäuses des Luft-Temperiermoduls ein Wandabschnitt des thermischen Isolationsbehälters. Insbesondere ist das zweite Teil des Modulgehäuses des Luft-Temperiermoduls zwischen dem ersten Teil des Modulgehäuses und dem Temperierbehälter angeordnet, sodass sich eine Sandwichstruktur in diesem Bereich ergibt. Die thermische Isolation kann gleichzeitig auch eine tragende Struktur sein.
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Ferner ist eine erfindungsgemäße temperierbare Aufbewahrungseinrichtung bevorzugt, bei welcher der Temperierbehälter dazu eingerichtet ist, Getränkebehältnisse aufzunehmen. Beispielsweise kann der Temperierbehälter dazu eingerichtet sein, Flaschen, Becher oder Dosen aufzunehmen. Insbesondere kann innerhalb des Temperierbehälters auch eine Halteeinrichtung angeordnet sein, mittels welcher die zu temperierenden Getränkebehältnisse innerhalb des Aufnahmebereichs fixiert werden.
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Die erfindungsgemäße temperierbare Aufbewahrungseinrichtung kann ferner zum Temperieren von mobilen Endgeräten, wie etwa Smartphones oder Tablets, zum Temperieren von Batterien, insbesondere Fahrzeugbatterien, zum Temperieren von elektronischen Geräten und/oder zum Temperieren von Lebensmitteln eingesetzt werden.
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Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert und beschrieben. Dabei zeigen:
- 1 ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen temperierbaren Aufbewahrungseinrichtung in einer Schnittdarstellung;
- 2 die in der 1 gezeigte temperierbare Aufbewahrungseinrichtung in einer teiltransparenten perspektivischen Darstellung;
- 3 die in der 1 gezeigte temperierbare Aufbewahrungseinrichtung in einer Explosionsdarstellung;
- 4 ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Luft-Temperiermoduls in einer Explosionsdarstellung;
- 5 das in der 4 gezeigte Luft-Temperiermodul in einer weiteren Explosionsdarstellung;
- 6 ein erstes Teil eines Modulgehäuses eines erfindungsgemäßen Luft-Temperiermoduls in einer Draufsicht;
- 7 ein zweites Teil eines Modulgehäuses eines erfindungsgemäßen Luft-Temperiermoduls in einer Draufsicht; und
- 8 ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Luft-Temperiermoduls in einer Schnittdarstellung.
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Die 1 bis 3 zeigen eine temperierbare Aufbewahrungseinrichtung 100 mit einem Temperierbehälter 102. Der Temperierbehälter 102 weist einen Aufnahmebereich 104 auf, innerhalb welchem in der 1 zwei Objekte 200, 202, nämlich Getränkedosen, positioniert sind. Mittels der temperierbaren Aufbewahrungseinrichtung 100 lassen sich die Objekte 200, 202 durch eine in den Aufnahmebereich 104 eingeleitete temperierte Nutzluftströmung temperieren. Vorliegend werden die Objekte 200, 200 durch die in den Aufnahmebereich 104 eingeleitete temperierte Nutzluftströmung gekühlt, wobei auch eine Erwärmung der Objekte 200, 202 mittels der temperierbaren Aufbewahrungseinrichtung 100 umsetzbar ist.
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Die temperierbare Aufbewahrungseinrichtung 100 ist dazu eingerichtet, innerhalb eines Fahrzeugs verwendet zu werden.
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Zur Erzeugung der temperierten Nutzluftströmung weist die Aufbewahrungseinrichtung 100 ein Luft-Temperiermodul 10 auf. Das Luft-Temperiermodul 10 weist eine Luft-Temperiereinheit 14 auf, welche einen Nutzluft-Temperierbereich 16 und einen Abluft-Temperierbereich 18 umfasst. Die Luft-Temperiereinheit 14 weist eine als Peltier-Element ausgebildete thermoelektrische Einrichtung 50 auf. Die thermoelektrische Einrichtung 50 umfasst eine Nutzluftseite und eine Abluftseite. Die Nutzluftseite ist über eine Wärmeaustauscheinrichtung 46 wärmeübertragend mit dem Nutzluft-Temperierbereich 16 verbunden. Die Abluftseite ist über eine Wärmeaustauscheinrichtungen 48 wärmeübertragend mit dem Abluft-Temperierbereich 18 verbunden. Die Wärmeaustauscheinrichtungen 46, 48 weisen eine Mehrzahl von Wärmeaustauschrippen oder Wärmeaustauschlamellen auf.
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Das Luft-Temperiermodul 10 weist einen Nutzluftpfad 20 auf, welcher sich von einem Nutzluft-Einlass 22 des Luft-Temperiermoduls 10 bis zu einem Nutzluft-Auslass 24 des Luft-Temperiermoduls 10 erstreckt. Ferner verbindet der Nutzluftpfad 20 den Nutzluft-Temperierbereich 16 der Luft-Temperiereinheit 14 fluidleitend mit dem Nutzluft-Auslass 24 des Luft-Temperiermoduls 10. Über einen als Radialventilator ausgebildeten Nutzluftventilator 26 wird eine Nutzluftströmung 42 entlang des Nutzluftpfads 20 erzeugt.
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Das Luft-Temperiermodul 10 weist außerdem einen Abluftpfad 28 auf, welcher sich von einem Abluft-Einlass 32 des Luft-Temperiermoduls 10 bis zu einem Abluft-Auslass 34 des Luft-Temperiermoduls 10 erstreckt. Ferner verbindet der Abluftpfad 28 den Abluft-Temperierbereich 18 der Luft-Temperiereinheit 14 fluidleitend mit dem Abluft-Auslass 34 des Luft-Temperiermodul 10. Der Nutzluftpfad 20 und der Abluftpfad 28 sind über die gesamte Länge separat voneinander ausgebildet und weisen keinen gemeinsamen Teilabschnitt auf. Somit wird ein Luftaustausch zwischen dem Nutzluftpfad 20 und der Abluftpfad 28 und ein Wärmeaustausch zwischen dem Nutzluftpfad 20 und dem Abluftpfad 28 vermieden. Über einen als Radialventilator ausgebildeten Abluftventilator 36 wird eine Abluftströmung 44 entlang des Abluftpfads 28 erzeugt.
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Das Luft-Temperiermodul 10 weist ein mehrteiliges Modulgehäuse 12 auf, wobei der Nutzluftpfad 20 und der Abluftpfad 28 durch Luftkanäle innerhalb des Modulgehäuses 12 ausgebildet sind. Die Teile 30a, 30b des Modulgehäuses 12 sind über als Schrauben ausgebildete Befestigungsmittel 118a-118f aneinander befestigt.
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Die Bewandung des Temperierbehälters 102 weist einen Nutzluft-Einlass 112 und einen Nutzluft-Auslass 110 auf. Der Nutzluft-Einlass 112 des Temperierbehälters 102 ist fluidleitend mit dem Nutzluft-Auslass 24 des Luft-Temperiermoduls 10 verbunden. Der Nutzluft-Auslass 110 des Temperierbehälters 102 ist fluidleitend mit dem Nutzluft-Einlass 22 des Luft-Temperiermoduls 10 verbunden. Somit ergibt sich, dass der Nutzluftpfad 20 des Luft-Temperiermoduls 10 den Nutzluft-Temperierbereich 16 der Temperiereinheit fluidleitend mit dem Aufnahmebereich 104 des Temperierbehälters 102 verbindet. Ferner verbindet der Abluftpfad 28 des Luft-Temperiermoduls 10 den Abluft-Temperierbereich 18 der Luft-Temperiereinheit 14 fluidleitend mit der Umgebung der Aufbewahrungseinrichtung 100.
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Der Temperierbehälter 102 ist einteilig und aus einem geschäumten Kunststoffmaterial ausgebildet. Der Temperierbehälter 102 kann mit einem Deckel 106 verschossen werden und ist von einer thermischen Isolation 108, nämlich einem thermischen Isolationsbehälter, aus einem thermischen Isolationsmaterial umgeben. Das thermische Isolationsmaterial kann beispielsweise expandiertes Polypropylen (EPP) oder modifiziertes Polyphenylenether (MPPE) sein. Ein Teil des Modulgehäuses 12 des Luft-Temperiermoduls 10 bildet dabei einen Abschnitt der thermischen Isolation 108 aus. Die thermische Isolation 108 ist vorliegend eine tragende Struktur.
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Der Nutzluft-Einlass 112 des Temperierbehälters 102 ist oberhalb des Nutzluft-Auslasses 110 des Temperierbehälters 102 angeordnet. Im Bereich des Nutzluft-Einlasses 112 des Temperierbehälters 102 und des Nutzluft-Auslasses 110 des Temperierbehälters 102 sind jeweils Lüftungsgitter 114, 116 angeordnet.
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Der Nutzluftpfad 20, der Nutzluft-Temperierbereich 16 und der Nutzluftventilator 26 des Luft-Temperiermoduls 10 sowie der Aufnahmebereich 104 des Temperierbehälters 102 sind in einen Luft-Strömungskreislauf integriert, innerhalb welchem die temperierte Nutzluft zirkuliert. Der Abluftpfad 28, der Abluft-Temperierbereich 18 und der Abluftventilator 36 des Luft-Temperiermoduls 10 sind in eine offene Strömungsschleife integriert, welche keine Zirkulation der Abluft erlaubt. Der Abluftventilator 36 saugt Luft aus der Umgebung an und stößt die Abluft nach der Durchleitung durch den Abluft-Temperierbereich 18 der Luft-Temperiereinheit 14 dann wieder in die Umgebung aus.
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Die 4 und die 5 zeigen ein Luft-Temperiermodul 10 mit einem Modulgehäuse 12, einer Luft-Temperiereinheit 14, einem Nutzluftventilator 26 und einem Abluftventilator 28.
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Das Modulgehäuse 12 ist zweiteilig ausgebildet und umfasst einen als Luftkanal ausgebildeten Nutzluftpfad 20 und einen als Luftkanal ausgebildeten Abluftpfad 28. Der Nutzluftpfad 20 erstreckt sich von einem Nutzluft-Einlass 22 bis zu einem Nutzluft-Auslass 24 und verbindet einen Nutzluft-Temperierbereich 16 der Luft-Temperiereinheit 14 fluidleitend mit dem Nutzluft-Auslass 24. Der Abluftpfad 28 erstreckt sich von einem Abluft-Einlass 32 bis zu einem Abluft-Auslass 34 und verbindet einen Abluft-Temperierbereich 18 der Luft-Temperiereinheit 14 fluidleitend mit dem Abluft-Auslass 34.
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Der Nutzluftventilator 26 erzeugt eine Nutzluftströmung 42 entlang des Nutzluftpfads 20. Der Abluftventilator 36 erzeugt eine Abluftströmung 44 entlang des Abluftpfads 28.
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Das Modulgehäuse 12 ist aus Kunststoff ausgebildet und umfasst ein erstes Teil 30a und ein zweites Teil 30b. Die Luft-Temperiereinheit 14, der Nutzluftventilator 26 und der Abluftventilator 36 sind zwischen dem ersten Teil 30a und dem zweiten Teil 30b innerhalb von Ausnehmungen angeordnet, sodass die Luft-Temperiereinheit 14, der Nutzluftventilator 26 und der Abluftventilator 36 über einen Formschluss in dem Modulgehäuse 12 fixiert sind.
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Das erste Teil 30a des Modulgehäuses 12 umfasst den Abluft-Einlass 32 und den Abluft-Auslass 34. Das zweite Teil 30b des Modulgehäuses 12 umfasst den Nutzluft-Einlass 22 und den Nutzluft-Auslass 24.
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Das erste Teil 30a des Modulgehäuses 12 weist eine den Abluftpfad 28 abschnittsweise umfassende Ausnehmung 38 auf. Das zweite Teil 30b des Modulgehäuses 12 weist einen sich abschnittsweise parallel zum Abluftpfad 28 erstreckenden Materialvorsprung 40 auf, welcher im zusammengesetzten Zustand des Modulgehäuses 12 in die Ausnehmung 38 des ersten Teils 30a hineinragt. Hierdurch wird erreicht, dass sich der Nutzluftpfad 20 und der Abluftpfad 28 in unterschiedlichen Strömungsebenen befinden.
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Die 6 zeigt ein erstes Teil 30a eines Modulgehäuses 12. Der Abluftpfad 28 erstreckt sich von einem verdeckten Abluft-Einlass 32 bis zu einem verdeckten Abluft-Auslass 34 und verbindet einen Abluft-Temperierbereich 18 (vgl. 7) der Luft-Temperiereinheit 14 fluidleitend mit dem Abluft-Auslass 34. Der als Radialventilator ausgebildete Abluftventilator 36 dient zum Erzeugen einer Abluftströmung 44 entlang des Abluftpfads 28.
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Die 7 zeigt ein zweites Teil 30b eines Modulgehäuses 12. Der Nutzluftpfad 20 erstreckt sich von einem verdeckten Nutzluft-Einlass 22 über einen Nutzluftventilator 26 bis zu einem Nutzluft-Auslass 24 und verbindet einen Nutzluft-Temperierbereich 16 (vgl. 6) der Luft-Temperiereinheit 14 fluidleitend mit dem Nutzluft-Auslass 24. Der Nutzluftventilator 26 ist als Radialventilator ausgebildet und dient zum Erzeugen einer Nutzluftströmung 42 entlang des Nutzluftpfads 20.
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Die 8 zeigt die Ausbildung und Anordnung der Luft-Temperiereinheit 14 innerhalb des Modulgehäuses 12 des Luft-Temperiermoduls 10. Die Luft-Temperiereinheit 14 umfasst eine als Peltier-Element ausgebildete thermoelektrische Einrichtung 50, welche eine Nutzluftseite und eine Abluftseite aufweist. Die Nutzseite ist über eine Wärmeaustauscheinrichtung 46 wärmeübertragend mit einem Nutzluft-Temperierbereich 16 verbunden. Die Abluftseite ist über eine Wärmeaustauscheinrichtung 48 wärmeübertragend mit einem Abluft-Temperierbereich 18 verbunden. Die Wärmeaustauscheinrichtungen 46, 48 weisen jeweils mehrere Wärmeaustauschlamellen auf, wobei die Wärmeaustauschlamellen der Wärmeaustauscheinrichtungen 46, 48 90 Grad versetzt zueinander angeordnet sind. Die Wärmeaustauschlamellen der Wärmeaustauscheinrichtung 46 erstrecken sich in Strömungsrichtung der Nutzluft. Die Wärmeaustauschlamellen der Wärmeaustauscheinrichtung 48 erstrecken sich in Strömungsrichtung der Abluft.
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Das Luft-Temperiermodul 10 kann auch eine Steuerungseinrichtung aufweisen, mittels welcher der Nutzluftventilator 26 und der Abluftventilator 36 unabhängig voneinander steuerbar sind. Die Steuerungseinrichtung kann den Nutzluftventilator 26, den Abluftventilator 36 und die Luft-Temperiereinheit 14 beispielsweise in Abhängigkeit eines Gegendrucks und/oder eines Temperierbedarfs steuern.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Luft-Temperiermodul
- 12
- Modulgehäuse
- 14
- Luft-Temperiereinheit
- 16
- Nutzluft-Temperierbereich
- 18
- Abluft-Temperierbereich
- 20
- Nutzluftpfad
- 22
- Nutzluft-Einlass
- 24
- Nutzluft-Auslass
- 26
- Nutzluftventilator
- 28
- Abluftpfad
- 30a, 30b
- Gehäuseteile
- 32
- Abluft-Einlass
- 34
- Abluft-Auslass
- 36
- Abluftventilator
- 38
- Ausnehmung
- 40
- Materialvorsprung
- 42
- Nutzluftströmung
- 44
- Abluftströmung
- 46
- Wärmeaustauscheinrichtung
- 48
- Wärmeaustauscheinrichtung
- 50
- thermoelektrische Einrichtung
- 100
- Aufbewahrungseinrichtung
- 102
- Temperierbehälter
- 104
- Aufnahmebereich
- 106
- Deckel
- 108
- thermische Isolation
- 110
- Nutzluft-Auslass
- 112
- Nutzluft-Einlass
- 114
- Lüftungsgitter
- 116
- Lüftungsgitter
- 118a-118f
- Befestigungsmittel
- 200, 202
- Objekte