DE102020214423A1

DE102020214423A1 - temperature control device

Info

Publication number: DE102020214423A1
Application number: DE102020214423.0A
Authority: DE
Inventors: Fabian Bader; Dirk Neumeister; Florin MOLDOVAN; Christian Schulze
Original assignee: Mahle International GmbH
Current assignee: Mahle International GmbH
Priority date: 2020-11-17
Filing date: 2020-11-17
Publication date: 2022-05-19

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Temperiereinrichtung (1) mit zumindest zwei Rohrkörpern (2) und wenigstens zwei zwischen den Rohrkörpern (2) angeordneten thermoelektrischen Elementen (3). Eine vereinfachte Herstellung der Temperiereinrichtung (1) bei zugleich erhöhter Effizienz und reduziertem Bauraumbedarf ergibt sich dadurch, dass die Rohrkörper (2) in einer Stapelrichtung (4) aufeinanderfolgend angeordnet sind und die thermoelektrischen Elemente (3) in Stapelrichtung (4) ein Nutzfluidkanal (6) für ein Nutzfluid begrenzen, wobei auf der vom Nutzfluidkanal (6) abgewandten Seite des jeweiligen thermoelektrischen Elements (3) ein zugehöriger Rohrkörper (2) angeordnet ist, und wobei auf der vom zugehörigen thermoelektrischen Element (3) abgewandten Seite zumindest einer der Rohrkörper (2) ein Abwärmefluidkanal (12) für ein Abwärmefluid begrenzt ist.The present invention relates to a temperature control device (1) with at least two tubular bodies (2) and at least two thermoelectric elements (3) arranged between the tubular bodies (2). A simplified production of the temperature control device (1) with at the same time increased efficiency and reduced installation space requirements results from the fact that the tubular bodies (2) are arranged one after the other in a stacking direction (4) and the thermoelectric elements (3) form a useful fluid channel (6 ) for a useful fluid, with an associated tubular body (2) being arranged on the side of the respective thermoelectric element (3) facing away from the useful fluid channel (6), and with at least one of the tubular bodies ( 2) a waste heat fluid channel (12) for a waste heat fluid is limited.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Temperiereinrichtung mit thermoelektrischen Elementen zum Temperieren eines Nutzfluids.The present invention relates to a temperature control device with thermoelectric elements for temperature control of a useful fluid.

Es ist bekannt, zum Temperieren eines Fluids, nachfolgend auch als Nutzfluid bezeichnet, thermoelektrische Elemente einzusetzen. Thermoelektrische Elemente haben den Vorteil, dass sie im Betrieb als eine sogenannte Wärmepumpe agieren können und somit eine hocheffiziente Temperierung des zu temperierenden Nutzfluids ermöglichen. Durch eine entsprechende elektrische Versorgung des thermoelektrischen Elements entstehen hierbei auf voneinander abgewandten Seiten des thermoelektrischen Elements eine erste thermische Seite und eine zweite thermische Seite, auch bekannt als Kaltseite und Warmseite. Eine der thermischen Seiten kommt hierbei zum Temperieren des Nutzfluids zum Einsatz. Beispielsweise kann die Kaltseite zum Kühlen des Nutzfluids zum Einsatz kommen.It is known to use thermoelectric elements to control the temperature of a fluid, also referred to below as useful fluid. Thermoelectric elements have the advantage that they can act as a so-called heat pump during operation and thus enable highly efficient temperature control of the useful fluid to be temperature-controlled. A first thermal side and a second thermal side, also known as the cold side and the warm side, arise on sides of the thermoelectric element that face away from one another through a corresponding electrical supply of the thermoelectric element. One of the thermal sides is used to temper the useful fluid. For example, the cold side can be used to cool the useful fluid.

Zur Effizienzsteigerung des thermoelektrischen Elements und/oder zur Vermeidung von Beschädigungen des thermoelektrischen Elements ist es vorstellbar, die thermische Seite des thermoelektrischen Elements, welche nicht zum Temperieren des Nutzfluids zum Einsatz kommt, wiederum zu temperieren. Zu diesem Zweck kann ein weiteres Fluid, nachfolgend auch als Abwärmefluid bezeichnet, entlang der vom Nutzfluid abgewandten Seite des thermoelektrischen Elements strömen und diese Seite entsprechend temperieren. Wird also die Kaltseite zum Kühlen des Nutzfluids verwendet, kann eine Temperierung der Warmseite, d. h. ein Kühlen der Warmseite, mittels des Abwärmefluids zu einer Effizienzsteigerung des thermoelektrischen Elements und zur Vermeidung von Beschädigungen des thermoelektrischen Elements durch eine Überhitzung führen. Analoges gilt, wenn die Warmseite zum Heizen des Nutzfluids zum Einsatz kommt. Hierbei wird also die von dem Nutzfluid abgewandte thermische Seite durch ein Anströmen mit den Abwärmefluid temperiert.In order to increase the efficiency of the thermoelectric element and/or to avoid damage to the thermoelectric element, it is conceivable to temperature control the thermal side of the thermoelectric element that is not used to control the temperature of the useful fluid. For this purpose, another fluid, hereinafter also referred to as waste heat fluid, can flow along the side of the thermoelectric element facing away from the useful fluid and correspondingly temper this side. So if the cold side is used to cool the useful fluid, temperature control of the warm side, i. H. cooling the hot side, using the waste heat fluid to increase the efficiency of the thermoelectric element and to avoid damage to the thermoelectric element due to overheating. The same applies if the hot side is used to heat the useful fluid. In this case, the thermal side facing away from the useful fluid is tempered by the waste heat fluid flowing against it.

Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich daher mit der Aufgabe, für eine Temperiereinrichtung der eingangs genannten Art eine verbesserte oder zumindest andere Ausführungsform anzugeben, die sich insbesondere durch eine erhöhte Temperierleistung und/oder eine erhöhte Effizienz und/oder eine vereinfachte Herstellung sowie kompakte Ausbildung auszeichnet.The present invention is therefore concerned with the task of specifying an improved or at least different embodiment for a temperature control device of the type mentioned at the outset, which is characterized in particular by increased temperature control performance and/or increased efficiency and/or simplified manufacture and compact design.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.According to the invention, this object is achieved by the subject matter of independent claim 1 . Advantageous embodiments are the subject matter of the dependent claims.

Die vorliegende Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, in einer Temperiereinrichtung zum Temperieren eines Nutzfluids zwei gegenüberliegende und einen Kanal für ein Nutzfluid begrenzende thermoelektrische Elemente einzusetzen, wobei auf der vom Kanal für das Nutzfluid abgewandten Seite des jeweiligen thermoelektrischen Elements ein von einem Kühlmittel durchströmter Rohrkörper angeordnet ist, und wobei auf der vom zugehörigen thermoelektrischen Element abgewandten Seite zumindest einer der Rohrkörper ein Kanal für ein Abwärmefluid begrenzt ist. In der Summe wird das Nutzfluid über die beiden thermoelektrischen Elemente temperiert, während die von dem Nutzfluidkanal abgewandten Seiten der thermoelektrischen Elemente von den zugehörigen Rohrkörpern temperiert werden, und während die Rohrkörper wiederum auf den von den thermoelektrischen Elementen abgewandten Seiten vom Abwärmefluid temperiert werden. Im Vergleich zu einer unmittelbaren Temperierung der thermoelektrischen Elemente durch das Abwärmefluid erfolgt mittels der Rohrkörper eine verbesserte Wärmeübertragung zwischen thermoelektrischem Element und - mittels des jeweiligen Rohrkörpers und des Kühlmittels - dem Abwärmefluid. Dies ist dadurch bedingt, dass auf der entsprechenden Seite des jeweiligen thermoelektrischen Elements eine begrenze Fläche zur Verfügung steht, und dass eine unmittelbare Wärmeübertragung zwischen der Seite des thermoelektrischen Element und dem Abwärmefluid in ihrer Effizienz beschränkt ist, insbesondere wenn es sich beim Abwärmefluid um ein Gas wie Luft handelt. Demgegenüber bietet das Kühlmittel über den Rohrkörper eine effizientere Wärmeübertragung und somit eine effizientere Temperierung des thermoelektrischen Elements. Über den Rohrkörper kann ferner eine vergrößerte Fläche zur Wärmeübertragung zwischen dem Kühlmittel und dem Abwärmefluid bereitgestellt werden, sodass auch hier eine effizientere Temperierung erfolgt. Dies führt neben einer kompakten Bauweise zu einer erheblichen Vereinfachung der Herstellung der Temperiereinrichtung bei zugleich erhöhter Leistung der Temperierung des Nutzfluids. Insbesondere werden auf diese Weise auch separate Wärmeübertrager zur Wärmeübertragung zwischen den thermoelektrischen Elementen und dem Kühlmittel sowie dem Kühlmittel und dem Abwärmefluid überflüssig. Ferner erfolgt auf diese Weise eine verbesserte, insbesondere unmittelbare, Wärmeübertragung, zwischen dem Nutzfluid und den thermoelektrischen Elementen, den thermoelektrischen Elementen und den Rohrkörpern sowie den Rohrkörpern und dem Abwärmefluid. In der Folge ist die Effizienz der Temperiereinrichtung erhöht.The present invention is based on the general idea of using two opposing thermoelectric elements, which delimit a channel for a useful fluid, in a temperature control device for tempering a useful fluid, with a tubular body through which a coolant flows being arranged on the side of the respective thermoelectric element facing away from the channel for the useful fluid is, and wherein on the side facing away from the associated thermoelectric element at least one of the tubular bodies is a channel for a waste heat fluid is limited. Overall, the useful fluid is tempered via the two thermoelectric elements, while the sides of the thermoelectric elements facing away from the useful fluid channel are tempered by the associated tubular bodies, and while the tubular bodies are in turn tempered by the waste heat fluid on the sides facing away from the thermoelectric elements. Compared to a direct temperature control of the thermoelectric elements by the waste heat fluid, the tubular bodies result in improved heat transfer between the thermoelectric element and—by means of the respective tubular body and the coolant—the waste heat fluid. This is because there is limited surface area on the corresponding side of each thermoelectric element and direct heat transfer between the side of the thermoelectric element and the waste heat fluid is limited in its efficiency, particularly when the waste heat fluid is a gas acts like air. In contrast, the coolant offers more efficient heat transfer via the tubular body and thus more efficient temperature control of the thermoelectric element. Furthermore, an enlarged surface area for heat transfer between the coolant and the waste heat fluid can be provided via the tubular body, so that temperature control takes place more efficiently here as well. In addition to a compact design, this leads to a considerable simplification of the manufacture of the temperature control device, while at the same time increasing the performance of the temperature control of the useful fluid. In particular, separate heat exchangers for heat transfer between the thermoelectric elements and the coolant and the coolant and the waste heat fluid also become superfluous in this way. Furthermore, in this way there is an improved, in particular direct, heat transfer between the useful fluid and the thermoelectric elements, the thermoelectric elements and the tubular bodies and the tubular bodies and the waste heat fluid. As a result, the efficiency of the temperature control device is increased.

Dem Erfindungsgedanken entsprechend weist die Temperiereinrichtung zumindest zwei Rohrkörper auf, welche in einer Richtung aufeinanderfolgend und zueinander beabstandet angeordnet sind, wobei diese Richtung nachfolgend auch als Stapelrichtung bezeichnet wird. In Stapelrichtung sind zwischen den Rohrkörpern zumindest zwei thermoelektrische Elemente angeordnet. Hierbei sind jeweils zwei thermoelektrische Elemente in Stapelrichtung zwischen zwei aufeinanderfolgenden Rohrkörpern gegenüberliegend angeordnet und begrenzen einen zugehörigen Nutzfluidkanal, durch welchen ein Strömungspfad des Nutzfluids, nachfolgend auch als Nutzfluidpfad bezeichnet, führt. In der Folge wird im Betrieb zwischen den thermoelektrischen Elementen und dem Nutzfluid Wärme übertragen und das Nutzfluid somit temperiert. Auf der vom Nutzfluidkanal in Stapelrichtung abgewandten Seite des jeweiligen thermoelektrischen Elements ist ein zugehöriger der Rohrkörper angeordnet und wärmeübertragend mit dem zugehörigen thermoelektrischen Element verbunden. Auf der vom zugehörigen thermoelektrischen Element in Stapelrichtung abgewandten Seite zumindest einer der Rohrkörper ist ferner ein Abwärmefluidkanal begrenzt, durch welchen ein Strömungspfad des Abwärmefluids, nachfolgend auch als Abwärmepfad bezeichnet, führt. In der Folge kommt es im Betrieb zu einer Wärmeübertragung zwischen dem Rohrkörper und dem Abwärmefluid. Durch den Rohrkörper führt hierbei, vom Nutzfluidpfad und Abwärmepfad fluidisch getrennt, ein Kühlpfad eines Kühlfluids. In der Folge kommt es im Betrieb auf der dem zugehörigen thermoelektrischen Element zugewandten Seite des jeweiligen Rohrkörpers zu einer Wärmeübertragung des Kühlfluids über den Rohrkörper mit dem thermoelektrischen Element. Darüber hinaus kommt es auf diese Weise im Betrieb zu einer Wärmeübertragung zwischen dem Kühlfluid und dem Abwärmefluid über den Rohrkörper.According to the idea of the invention, the temperature control device has at least two tubular bodies which meet in one direction which are arranged below and at a distance from one another, this direction also being referred to below as the stacking direction. At least two thermoelectric elements are arranged between the tubular bodies in the stacking direction. In this case, two thermoelectric elements are arranged opposite one another in the stacking direction between two consecutive tubular bodies and delimit an associated useful fluid channel through which a flow path of the useful fluid, also referred to below as useful fluid path, leads. As a result, during operation, heat is transferred between the thermoelectric elements and the useful fluid, and the useful fluid is thus tempered. On the side of the respective thermoelectric element facing away from the useful fluid channel in the stacking direction, an associated one of the tubular bodies is arranged and connected to the associated thermoelectric element in a heat-transferring manner. On the side of at least one of the tubular bodies facing away from the associated thermoelectric element in the stacking direction, a waste heat fluid channel is also delimited, through which a flow path of the waste heat fluid, also referred to below as the waste heat path, leads. As a result, heat is transferred between the tubular body and the waste heat fluid during operation. In this case, a cooling path of a cooling fluid, fluidically separated from the useful fluid path and the waste heat path, runs through the tubular body. As a result, during operation, heat is transferred from the cooling fluid via the tubular body with the thermoelectric element to the side of the respective tubular body that faces the associated thermoelectric element. In addition, in this way, during operation, heat is transferred between the cooling fluid and the waste heat fluid via the tubular body.

Bevorzugt begrenzen die thermoelektrischen Elemente den Nutzfluidpfad im Nutzfluidkanal. Somit bilden die thermoelektrischen Elemente den Nutzfluidkanal zumindest teilweise. Folglich stehen die thermoelektrischen Elemente im Betrieb mit dem Nutzfluid in Kontakt. Auf diese Weise wird eine verbesserte Temperierung des Nutzfluids erreicht.The thermoelectric elements preferably delimit the useful fluid path in the useful fluid channel. The thermoelectric elements thus at least partially form the useful fluid channel. Consequently, the thermoelectric elements are in contact with the useful fluid during operation. In this way, an improved temperature control of the useful fluid is achieved.

Bevorzugt begrenzt zumindest einer der Rohrkörper, vorteilhaft der jeweilige Rohrkörper, den Abwärmepfad durch den zugehörigen Abwärmefluidkanal. Das heißt, dass der Abwärmefluidkanal zumindest teilweise vom Rohrkörper gebildet wird. Folglich steht der Rohrkörper im Betrieb mit dem Abwärmefluid in Kontakt. Auf diese Weise wird eine verbesserte Wärmeübertragung zwischen dem Kühlfluid und dem Abwärmefluid erreicht und folglich die Effizient der Temperiereinrichtung erhöht.At least one of the tubular bodies, advantageously the respective tubular body, preferably delimits the waste heat path through the associated waste heat fluid channel. This means that the waste heat fluid channel is at least partially formed by the tubular body. Consequently, the tubular body is in contact with the waste heat fluid during operation. In this way, an improved heat transfer between the cooling fluid and the waste heat fluid is achieved and consequently the efficiency of the temperature control device is increased.

Beim jeweiligen thermoelektrischen Element kann es sich um ein beliebiges Element handeln. Insbesondere handelt es sich beim jeweiligen thermoelektrischen Element um ein Peltier-Element.The respective thermoelectric element can be any element. In particular, the respective thermoelectric element is a Peltier element.

Zweckmäßig ist das jeweilige thermoelektrische Element im Betrieb derart elektrisch versorgt, dass beide thermoelektrischen Elemente dem Nutzfluidkanal zugewandt eine gleiche, insbesondere eine gleichartig temperierte, erste thermische Seite und dem zugehörigen Rohrkörper zugewandt bzw. vom Nutzfluidkanal abgewandt eine gleiche, insbesondere eine gleichartig temperierte, zweite thermische Seite aufweisen. Das heißt, dass die beiden thermoelektrischen Elemente derart elektrisch versorgt sind, dass sie im Betrieb dem Nutzfluidkanal zugewandt eine Kaltseite und vom Nutzfluidkanal abgewandt eine Warmseite aufweisen oder umgekehrt. Im ersten Fall erfolgt also eine Kühlung des Nutzfluids, wohingegen im zweiten Fall ein Heizen des Nutzfluids erfolgt.The respective thermoelectric element is expediently supplied with electricity during operation in such a way that both thermoelectric elements face the useful fluid duct and have the same, in particular a similarly tempered, first thermal side facing the associated tubular body or face away from the useful fluid duct and have the same, in particular a similarly tempered, second thermal side have side. This means that the two thermoelectric elements are electrically supplied in such a way that during operation they have a cold side facing the useful fluid channel and a warm side facing away from the useful fluid channel or vice versa. In the first case, therefore, the useful fluid is cooled, whereas in the second case the useful fluid is heated.

Unter der Annahme, dass das Nutzfluid mit den thermoelektrischen Elementen gekühlt werden soll, bilden die dem Nutzfluid zugewandten Seiten der thermoelektrischen Elemente jeweils eine Kaltseite. Die somit auf der Warmseite der thermoelektrischen Elemente anfallende Wärme wird über die zugehörigen Rohrkörper und das Kühlfluid abgeführt. Das Kühlfluid und die Rohrkörper werden dabei ferner über das Abwärmefluid innerhalb der Temperiereinrichtung durch eine Wärmeübertragung des Kühlfluids über die Rohrkörper an das Abwärmefluid gekühlt. Analoges gilt in umgekehrter Weise, wenn das Nutzfluid mit den thermoelektrischen Elementen geheizt werden soll.Assuming that the useful fluid is to be cooled with the thermoelectric elements, the sides of the thermoelectric elements facing the useful fluid each form a cold side. The heat thus occurring on the warm side of the thermoelectric elements is dissipated via the associated tube bodies and the cooling fluid. The cooling fluid and the tubular bodies are also cooled via the waste heat fluid within the temperature control device by heat transfer from the cooling fluid via the tubular bodies to the waste heat fluid. The same applies in reverse if the useful fluid is to be heated with the thermoelectric elements.

Es versteht sich, dass durch eine umgekehrte elektrische Versorgung des jeweiligen thermoelektrischen Elements eine Umkehrung der Warmseite und der Kaltseite möglich ist. Mit anderen Worten, durch eine Änderung der elektrischen Versorgung kann das Nutzfluid wahlweise geheizt oder gekühlt werden. It goes without saying that a reversal of the hot side and the cold side is possible through a reverse electrical supply of the respective thermoelectric element. In other words, the useful fluid can be selectively heated or cooled by changing the electrical supply.

Prinzipiell kann das Nutzfluid ein Beliebiges sein. Insbesondere kann das Nutzfluid ein Gas, beispielsweise Luft sein.In principle, the useful fluid can be anything. In particular, the useful fluid can be a gas, for example air.

Das Kühlfluid kann prinzipiell ein Beliebiges sein. Im Allgemeinen ist das Kühlfluid vom Nutzfluid unterschiedlich. Beim Kühlfluid handelt es sich vorzugsweise um eine Flüssigkeit und/oder ein wässriges Fluid. Somit ist eine effiziente Wärmeübertragung zwischen dem Kühlfluid und dem Nutzfluid sowie zwischen dem Kühlfluid und dem Abwärmefluid möglich. Beim Kühlfluid handelt es sich beispielsweise um Wasser, Wasser-Glysantin-Gemische oder Ähnliches.In principle, the cooling fluid can be anything. In general, the cooling fluid is different from the working fluid. The cooling fluid is preferably a liquid and/or an aqueous fluid. Efficient heat transfer between the cooling fluid and the useful fluid and between the cooling fluid and the waste heat fluid is thus possible. The cooling fluid is, for example, water, water-glysantin mixtures or the like.

Prinzipiell können das Abwärmefluid und das Nutzfluid unterschiedliche Fluide sein.In principle, the waste heat fluid and the useful fluid can be different fluids.

Vorteilhaft entspricht das Nutzfluid dem Abwärmefluid. Mit „entsprechen“ ist hier gemeint, dass die beiden Fluide den gleichen Aggregatzustand haben, insbesondere, dass sie die gleiche Stoffzusammensetzung haben. Es versteht sich, dass Nutzfluid und Abwärmefluid trotzdem beispielsweise unterschiedliche Temperaturen haben können und/oder räumlich voneinander getrennt sein können. Das heißt insbesondere, dass sowohl das Nutzfluid als auch das Abwärmefluid Luft sein können. Auf diese Weise erfolgt ein vereinfachter Betrieb der Temperiereinrichtung. Zudem lassen sich die Fluidführungen und/oder Anschlüsse zur Versorgung der Temperiereinrichtung mit den Fluiden einfacher und in einer geringeren Anzahl realisieren.The useful fluid advantageously corresponds to the waste heat fluid. "Correspond" here means that the two fluids have the same physical state, in particular that they have the same material composition. It goes without saying that useful fluid and waste heat fluid can nevertheless have different temperatures, for example, and/or can be spatially separated from one another. This means in particular that both the useful fluid and the waste heat fluid can be air. In this way, operation of the temperature control device is simplified. In addition, the fluid guides and/or connections for supplying the temperature control device with the fluids can be implemented more easily and in fewer numbers.

Besonders bevorzugt ist es, wenn das Abwärmefluid dem Nutzfluid entspricht und die Temperiereinrichtung eine gemeinsame Fördereinrichtung zum Fördern des Nutzfluids und des Abwärmefluids entlang der zugehörigen Strömungspfade aufweist. Das heißt, dass die Temperiereinrichtung eine Fördereinrichtung aufweist, die im Betrieb Nutzfluid entlang des Nutzfluidpfads und Abwärmefluid entlang des Abwärmepfads fördert. Bei der Fördereinrichtung handelt es sich insbesondere um eine Pumpe und/oder einen Lüfter. Die Temperiereinrichtung weist also insbesondere eine gemeinsame Pumpe bzw. einen gemeinsamen Lüfter zum Fördern des Nutzfluids und des Abwärmefluids durch die Temperiereinrichtung auf.It is particularly preferred if the waste heat fluid corresponds to the useful fluid and the temperature control device has a common conveying device for conveying the useful fluid and the waste heat fluid along the associated flow paths. This means that the temperature control device has a delivery device which, during operation, delivers useful fluid along the useful fluid path and waste heat fluid along the waste heat path. The conveying device is in particular a pump and/or a fan. The temperature control device thus has in particular a common pump or a common fan for conveying the useful fluid and the waste heat fluid through the temperature control device.

Als vorteilhaft gelten Ausführungsformen, bei denen die Fördereinrichtung eine Axialpumpe aufweist, insbesondere als eine Axialpumpe ausgebildet ist. Somit erfolgt eine parallele Durchströmung des zumindest einen Nutzfluidkanals und des zumindest einen Abwärmekanals in der Temperiereinrichtung. Auf diese Weise lässt sich neben einer kompakten Bauweise der Temperiereinrichtung eine effektive Wärmeübertragung zwischen den beteiligten Fluiden realisieren und somit die Effizienz weiter erhöhen.Embodiments are considered to be advantageous in which the conveying device has an axial pump, in particular in the form of an axial pump. Thus, there is a parallel flow through the at least one useful fluid channel and the at least one waste heat channel in the temperature control device. In this way, in addition to a compact design of the temperature control device, an effective heat transfer between the fluids involved can be implemented and thus the efficiency can be further increased.

Als bevorzugt gelten Ausführungsformen, bei denen, insbesondere wenn das Abwärmefluid dem Nutzfluid entspricht, der Nutzfluidpfad und der Abwärmepfad stromab des Nutzfluidkanals fluidisch getrennt sind. Somit wird eine Wärmeübertragung zwischen dem Nutzfluid und dem Abwärmefluid stromab des zumindest einen Nutzfluidkanals verhindert oder zumindest reduziert. Auf diese Weise erfolgt eine effizientere Temperierung des Nutzfluids. Bevorzugt ist es ferner, wenn das Nutzfluid und das Abwärmefluid stromab des zumindest einen Nutzfluidkanals ferner thermisch voneinander getrennt sind.Embodiments are preferred in which, in particular when the waste heat fluid corresponds to the useful fluid, the useful fluid path and the waste heat path are fluidically separated downstream of the useful fluid channel. A heat transfer between the useful fluid and the waste heat fluid downstream of the at least one useful fluid channel is thus prevented or at least reduced. In this way, the temperature of the useful fluid is controlled more efficiently. It is also preferred if the useful fluid and the waste heat fluid are also thermally separated from one another downstream of the at least one useful fluid channel.

Die fluidische und/oder thermische Trennung des Nutzfluidpfads und des Abwärmepfads stromab des zumindest einen Nutzfluidkanals kann beispielsweise durch einen stromab des Nutzfluidkanals mit dem Nutzfluidkanal fluidisch verbundenen Kanalkörpers realisieren.The fluidic and/or thermal separation of the useful fluid path and the waste heat path downstream of the at least one useful fluid channel can be implemented, for example, by a channel body fluidically connected to the useful fluid channel downstream of the useful fluid channel.

Eine Effizienzsteigerung der Temperiereinrichtung lässt sich dadurch erreichen, dass in zumindest einem der wenigstens einen Nutzfluidkanäle, vorteilhaft im jeweiligen Nutzfluidkanal, eine vom Nutzfluid durchströmbare Rippenstruktur angeordnet ist, welche wärmeübertragend mit den zugehörigen thermoelektrischen Elementen verbunden ist. Unter einer Rippenstruktur ist vorliegend eine Struktur zu verstehen, welche die mit dem Nutzfluid wärmeübertragenden Fläche vergrößert, und welche wärmeübertragend mit den thermoelektrischen Elementen verbunden ist. Insbesondere ist die Rippenstruktur eine Wellrippe und dergleichen.An increase in the efficiency of the temperature control device can be achieved in that a rib structure through which the useful fluid can flow is arranged in at least one of the at least one useful fluid ducts, advantageously in the respective useful fluid duct, which rib structure is heat-transferringly connected to the associated thermoelectric elements. In the present case, a rib structure is to be understood as meaning a structure which increases the surface area that is heat-transferring with the useful fluid and which is connected to the thermoelectric elements in a heat-transferring manner. In particular, the rib structure is a corrugated rib and the like.

Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lösung sind zumindest zwei der thermoelektrischen Elemente und die zugehörige Rippenstruktur, nachfolgend auch als Nutzfluid-Rippenstruktur bezeichnet, als ein vorgefertigtes Modul ausgebildet. Das Modul ist dabei mit den zugehörigen Rohrkörpern verbunden. Das heißt, dass bevorzugt je zwei thermoelektrische Elemente und die zugehörige Nutzfluid-Rippenstruktur ein vorgefertigtes Modul bilden, welches als Modul mit den zugehörigen Rohrkörpern verbunden ist. Dies ermöglicht es insbesondere, das Modul nach der Montage der übrigen Temperiereinrichtung in der Temperiereinrichtung anzuordnen und entsprechend zu verbinden. Hierbei wird die Kenntnis genutzt, dass bei der Herstellung der übrigen Temperiereinrichtung in der Temperiereinrichtung hohe Temperaturen benötigt werden, um entsprechende Schweißverbindungen und/oder Lötverbindungen zu bilden. Diese hohen Temperaturen können dabei zu Beschädigungen der thermoelektrischen Elemente führen. Durch ein Vorfertigen der Module werden also derartige Beschädigungen vermieden oder zumindest reduziert.In an advantageous development of the solution according to the invention, at least two of the thermoelectric elements and the associated rib structure, also referred to below as useful fluid rib structure, are designed as a prefabricated module. The module is connected to the associated tubular bodies. This means that preferably two thermoelectric elements each and the associated useful fluid rib structure form a prefabricated module which is connected as a module to the associated tubular bodies. This makes it possible, in particular, to arrange the module in the temperature control device and to connect it accordingly after the rest of the temperature control device has been installed. Here, the knowledge is used that when producing the rest of the temperature control device, high temperatures are required in the temperature control device in order to form corresponding welded connections and/or soldered connections. These high temperatures can damage the thermoelectric elements. Such damage is thus avoided or at least reduced by prefabricating the modules.

Prinzipiell kann auf der vom zugehörigen Nutzfluidkanal abgewandten Seite lediglich einer der Rohrkörper ein Abwärmefluidkanal begrenzt sein.In principle, a waste heat fluid duct can be delimited on the side facing away from the associated useful fluid duct on only one of the tubular bodies.

Bevorzugt ist es, wenn auf der vom zugehörigen thermoelektrischen Element abgewandten Seite des jeweiligen Rohrkörpers ein Abwärmefluidkanal begrenzt ist, durch welchen der Abwärmepfad führt.It is preferred if a waste heat fluid channel, through which the waste heat path leads, is delimited on the side of the respective tubular body facing away from the associated thermoelectric element.

Bevorzugt ist es, wenn in Stapelrichtung auf beiden Seiten des jeweiligen Abwärmefluidkanals zwei Rohrkörper angeordnet sind. Vorteilhaft wird der jeweilige Abwärmefluidkanal von zwei zugehörigen und in Stapelrichtung gegenüberliegenden Rohrkörpern begrenzt. Auf diese Weise wird eine gleichmäßige Temperierung der thermoelektrischen Elemente und/oder eine erhöhte Temperierung der thermoelektrischen Elemente und folglich eine erhöhte Effizienz der Temperiereinrichtung erreicht.It is preferred if two tubular bodies are arranged on both sides of the respective waste heat fluid channel in the stacking direction. The respective waste heat fluid channel is advantageously delimited by two associated tubular bodies lying opposite one another in the stacking direction. In this way, one achieves uniform temperature control of the thermoelectric elements and/or increased temperature control of the thermoelectric elements and consequently increased efficiency of the temperature control device.

Eine Effizienzsteigerung der Temperiereinrichtung kann dadurch erreicht werden, dass in zumindest einem der wenigstens einen Abwärmefluidkanäle, vorteilhaft im jeweiligen Abwärmefluidkanal, eine vom Abwärmefluid durchströmbare Rippenstruktur, nachfolgend auch als Abwärmefluid-Rippenstruktur bezeichnet, zur Erhöhung der wärmeübertragenden Fläche angeordnet ist, wobei die Abwärmefluid-Rippenstruktur mit zumindest einem der wenigstens einen zugehörigen Rohrkörper, vorteilhaft mit dem jeweiligen zugehörigen Rohrkörper, wärmeübertragend verbunden ist. Diese wärmeübertragende Verbindung erfolgt insbesondere durch ein Verlöten und/oder Verschweißen der Rippenstruktur mit dem zumindest einen zugehörigen Rohrkörper, wobei dies, wie vorstehend erläutert, bevorzugt vor dem Anordnen der thermoelektrischen Elemente in der Temperiereinrichtung, insbesondere vor dem Anordnen des zumindest einen Moduls in der Temperiereinrichtung, erfolgt.An increase in the efficiency of the temperature control device can be achieved by arranging in at least one of the at least one waste heat fluid ducts, advantageously in the respective waste heat fluid duct, a rib structure through which the waste heat fluid can flow, also referred to below as the waste heat fluid rib structure, to increase the heat-transferring surface, the waste heat fluid rib structure is connected to at least one of the at least one associated tubular body, advantageously to the respective associated tubular body, in a heat-transferring manner. This heat-transferring connection is made in particular by soldering and/or welding the rib structure to the at least one associated tubular body, with this preferably taking place, as explained above, before the thermoelectric elements are arranged in the temperature control device, in particular before the at least one module is arranged in the temperature control device , he follows.

Bei vorteilhaften Ausführungsformen ist zumindest einer der wenigstens einen Rohrkörper, bevorzugt der jeweilige Rohrkörper, als sich quer zur Stapelrichtung flach erstreckendes Flachrohr ausgebildet. Das Flachrohr weist also in Stapelrichtung voneinander abgewandte flache Seiten auf. Dies ermöglicht eine flache Anlage der thermoelektrischen Elemente auf den zugehörigen Rohrkörpern. Dies führt zu einer verbesserten Wärmeübertragung zwischen den thermoelektrischen Elementen und den Rohrkörpern und somit zu einer erhöhten Effizienz der Temperiereinrichtung. Zudem ist auf diese Weise die mit dem Abwärmefluid wärmeübertragende Fläche der Rohrkörper vergrößert, sodass hierdurch eine verbesserte Wärmeübertragung zwischen dem Kühlfluid und dem Abwärmefluid erfolgt, was zu einer weiteren Effizienzsteigerung der Temperiereinrichtung führt.In advantageous embodiments, at least one of the at least one tubular body, preferably the respective tubular body, is designed as a flat tube extending flatly transversely to the stacking direction. The flat tube therefore has flat sides facing away from one another in the stacking direction. This enables the thermoelectric elements to lie flat on the associated tubular bodies. This leads to improved heat transfer between the thermoelectric elements and the tubular bodies and thus to increased efficiency of the temperature control device. In addition, the area of the tubular bodies that transfers heat with the waste heat fluid is increased in this way, so that there is improved heat transfer between the cooling fluid and the waste heat fluid, which leads to a further increase in the efficiency of the temperature control device.

Prinzipiell kann die Temperiereinrichtung eine beliebige Anzahl an Rohrkörpern aufweisen.In principle, the temperature control device can have any number of tubular bodies.

Bei einer einfachen und zugleich leistungseffizienten Bauweise der Temperiereinrichtung sind insgesamt vier in Stapelrichtung aufeinanderfolgende und zueinander beabstandete Rohrköper sowie zwei thermoelektrische Elemente vorgesehen. Hierbei sind die thermoelektrischen Elemente zwischen den beiden in Stapelrichtung mittleren Rohrkörpern angeordnet. Zwischen den mittleren beiden Rohrkörpern und den äußeren Rohrkörpern ist ferner jeweils ein Abwärmefluidkanal ausgebildet, durch welche der Abwärmepfad jeweils führt.In a simple and, at the same time, power-efficient design of the temperature control device, a total of four tubular bodies which follow one another in the stacking direction and are spaced apart from one another and two thermoelectric elements are provided. In this case, the thermoelectric elements are arranged between the two tubular bodies which are in the middle in the stacking direction. Between the two middle tubular bodies and the outer tubular bodies, a respective waste heat fluid channel is also formed, through which the waste heat path leads in each case.

Denkbar ist es auch, dass auf der vom zugehörigen Nutzfluidkanal abgewandten Seite zumindest eines der thermoelektrischen Elemente wenigstens drei Rohrkörper angeordnet sind, wobei zwischen jeweils zwei der zumindest drei Rohrkörper jeweils ein Abwärmefluidkanal begrenzt ist. Auf diese Weise kann eine stärkere Temperierung der vom Nutzfluidkanal abgewandten Seiten der thermoelektrischen Elemente realisiert werden. Folglich können die thermoelektrischen Elemente auf diese Weise mit einer erhöhten Leistung betrieben werden.It is also conceivable for at least one of the thermoelectric elements to be arranged on the side facing away from the associated useful fluid channel, with at least three tubular bodies being arranged between two of the at least three tubular bodies. In this way, a stronger temperature control of the sides of the thermoelectric elements facing away from the useful fluid channel can be realized. Consequently, the thermoelectric elements can be operated with increased power in this way.

Prinzipiell kann der Kühlpfad relativ zum Nutzfluidpfad und zum Abwärmepfad beliebig verlaufen, sofern der Kühlpfad fluidisch von diesen getrennt ist.In principle, the cooling path can run arbitrarily relative to the useful fluid path and the waste heat path, provided that the cooling path is fluidically separated from them.

Bevorzugt ist es, wenn der Kühlpfad durch die Rohrkörper quer zum Nutzfluidpfad durch den zumindest einen Nutzfluidkanal und quer zum Abwärmepfad durch den zumindest einen Abwärmefluidkanal verläuft. Somit kommt es zu einer verbesserten Wärmeübertragung zwischen dem Kühlfluid und dem Abwärmefluid. Darüber hinaus lässt sich die Temperiereinrichtung auf diese Weise kompakter herstellen.It is preferred if the cooling path runs through the tubular body transversely to the useful fluid path through the at least one useful fluid channel and transversely to the waste heat path through the at least one waste heat fluid channel. Thus, there is an improved heat transfer between the cooling fluid and the waste heat fluid. In addition, the temperature control device can be made more compact in this way.

Die Temperiereinrichtung weist zweckmäßig für die Versorgung mit dem Kühlfluid entsprechende Anschlüsse zum Einlassen und Auslassen des Kühlfluids auf.The temperature control device expediently has corresponding connections for the inlet and outlet of the cooling fluid for the supply of the cooling fluid.

Bevorzugt weist die Temperiereinrichtung ferner jeweils Auslässe zum Auslassen des Nutzfluids und des Abwärmefluids auf.The temperature control device preferably also has outlets for discharging the useful fluid and the waste heat fluid.

Vorteilhaft ist es, sofern das Nutzfluid dem Abwärmefluid entspricht, wenn die Temperiereinrichtung einen gemeinsamen Einlass zum Einlassen des Abwärmefluids und des Nutzfluids in die Temperiereinrichtung aufweist. Somit wird die Temperiereinrichtung kompakter und einfacher sowie kostengünstiger in der Herstellung.It is advantageous if the useful fluid corresponds to the waste heat fluid if the temperature control device has a common inlet for admitting the waste heat fluid and the useful fluid into the temperature control device. The temperature control device is thus more compact and simpler as well as more cost-effective to manufacture.

Als vorteilhaft gelten Ausführungsformen, bei denen die Temperiereinrichtung ein Gehäuse mit einem Volumen aufweist, in welchem die Rohrkörper und die thermoelektrischen Elemente sowie ggf. die Rippenstrukturen aufgenommen sind.Embodiments are considered to be advantageous in which the temperature control device has a housing with a volume in which the tubular bodies and the thermoelectric elements and possibly the rib structures are accommodated.

Das Volumen ist bevorzugt quer zur Stapelrichtung zwischen einer Versorgungskammer und einer Umlenkkammer angeordnet. Die Versorgungskammer und die Umlenkkammer dienen der Fluidführung des Kühlfluids.The volume is preferably arranged transversely to the stacking direction between a supply chamber and a deflection chamber. The supply chamber and the deflection chamber serve to guide the cooling fluid.

Vorstellbar ist es, in der Versorgungskammer eine Einlasskammer zum Einlassen des Kühlfluids und eine Auslasskammer zum Auslassen des Kühlfluids ausgebildet. Zweckmäßig ist die Einlasskammer mit einem Einlassanschluss zum Einlassen des Kühlfluids fluidisch verbunden, wohingegen die Auslasskammer mit einem Auslassanschluss zum Auslassen des Kühlfluids fluidisch verbunden ist. Hierbei mündet zumindest einer der Rohrkörper in die Einlasskammer und zumindest ein anderer der Rohrkörper in die Auslasskammer. Die Rohrkörper münden ferner in die Umlenkkammer, sodass der Kühlpfad über die Einlasskammer durch den zumindest einen Rohrkörper und über die Umlenkkammer über den zumindest einen anderen Rohrkörper zurück zur Auslasskammer führt. Auf diese Weise erfolgt eine kompakte Fluidführung des Kühlfluids innerhalb des Gehäuses.It is conceivable for an inlet chamber for letting in the cooling fluid and an outlet chamber for letting out the cooling fluid to be formed in the supply chamber. The inlet cam is useful mer is fluidly connected to an inlet port for admitting the cooling fluid, whereas the outlet chamber is fluidly connected to an outlet port for discharging the cooling fluid. In this case, at least one of the tubular bodies opens into the inlet chamber and at least another of the tubular bodies opens into the outlet chamber. The tubular bodies also open into the deflection chamber, so that the cooling path leads via the inlet chamber through the at least one tubular body and via the deflection chamber via the at least one other tubular body back to the outlet chamber. In this way, the cooling fluid is guided in a compact manner within the housing.

Alternativ ist es vorstellbar, zumindest eine Fördereinrichtung zum Fördern des Kühlfluids, beispielsweise eine Pumpe, im Gehäuse, insbesondere in der Versorgungskammer oder in der Umlenkkammer, vorzusehen. In diesem Fall ist also ein fluidischer Anschluss des Kühlfluids nach außen nicht notwendig. Insbesondere verläuft auf diese Weise die Fluidführung des Kühlfluids im Gehäuse geschlossen. In der Folge sind Wärmeverluste reduziert, sodass die Effizienz verbessert ist. Zudem können auf diese Weise Komponenten zum Speichern des Kühlfluids, wie beispielsweise Ausgleichbehälter, in der Temperiereinrichtung entfallen oder zumindest kleiner ausfallen. In der Folge ist die Temperiereinrichtung einfacher und/oder kompakter ausgebildet.Alternatively, it is conceivable to provide at least one delivery device for delivering the cooling fluid, for example a pump, in the housing, in particular in the supply chamber or in the deflection chamber. In this case, a fluidic connection of the cooling fluid to the outside is not necessary. In particular, the flow of the cooling fluid in the housing is closed in this way. As a result, heat losses are reduced, so that efficiency is improved. In addition, in this way components for storing the cooling fluid, such as expansion tanks, can be omitted in the temperature control device or at least be made smaller. As a result, the temperature control device is designed to be simpler and/or more compact.

Vorstellbar ist es, die Umlenkkammer in zwei oder mehr unterschiedliche Kammern zu unterteilen, um die Fluidführung des Kühlfluids weiter zu verfeinern.It is conceivable to subdivide the deflection chamber into two or more different chambers in order to further refine the fluid routing of the cooling fluid.

Bevorzugt ist es, wenn die Versorgungskammer und die Umlenkkammer quer zum Nutzfluidpfad und quer zum Abwärmepfad im Volumen gegenüber angeordnet sind. Somit können mögliche Anschlüsse für das Kühlfluid einerseits und die Anschlüsse für das Nutzfluid bzw. Abwärmefluid andererseits quer zueinander orientiert sein. Dies führt zu einer kompakten Bauweise der Temperiereinrichtung und ferner zu einer vereinfachten Montage der Temperiereinrichtung in der zugehörigen Anwendung.It is preferred if the supply chamber and the deflection chamber are arranged across from each other in the volume, transversely to the useful fluid path and transversely to the waste heat path. Thus, possible connections for the cooling fluid on the one hand and the connections for the useful fluid or waste heat fluid on the other hand can be oriented transversely to one another. This leads to a compact design of the temperature control device and also to a simplified assembly of the temperature control device in the associated application.

Die Temperiereinrichtung kann prinzipiell in einer beliebigen Anwendung zum Einsatz kommen. Insbesondere kommt die Temperiereinrichtung in einem Kraftfahrzeug zum Einsatz. Vorstellbar ist es, die Temperiereinrichtung in einer Klimatisierungsanlage, beispielsweise des Kraftfahrzeugs, einzusetzen.In principle, the temperature control device can be used in any application. In particular, the temperature control device is used in a motor vehicle. It is conceivable to use the temperature control device in an air conditioning system, for example of the motor vehicle.

Durch ihren kompakten Aufbau und ihre hohe Effizienz kann die Temperiereinrichtung ebenso in einer mobilen und portablen Anwendung, beispielsweise in einer mobilen und portablen Klimaanlage, zum Einsatz kommen, um zum Beispiel einen Raum oder zumindest eine Person zu temperieren, insbesondere zu kühlen.Due to its compact design and its high efficiency, the temperature control device can also be used in a mobile and portable application, for example in a mobile and portable air conditioning system, for example to control the temperature of a room or at least a person, in particular to cool it.

Zu denken ist insbesondere an solchen portablen Klimaanlagen, welche durch einen in der Klimaanlage angeordneten elektrischen Energiespeicher elektrisch versorgt werden und von einer Person mitgeführt werden können, um die Person bei Bedarf zu temperieren, insbesondere zu kühlen.One can think in particular of such portable air conditioning systems which are supplied with electricity by an electrical energy store arranged in the air conditioning system and can be carried along by a person in order to regulate the temperature of the person, in particular to cool them, if necessary.

Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.Further important features and advantages of the invention result from the subclaims, from the drawings and from the associated description of the figures based on the drawings.

Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.It goes without saying that the features mentioned above and those still to be explained below can be used not only in the combination specified in each case, but also in other combinations or on their own, without departing from the scope of the present invention.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Komponenten beziehen.Preferred exemplary embodiments of the invention are illustrated in the drawings and are explained in more detail in the following description, with the same reference numbers referring to identical or similar or functionally identical components.

Es zeigen, jeweils schematisch

1 einen isometrischen Schnitt durch eine Temperiereinrichtung,
2 einen anderen isometrischen Schnitt durch die Temperiereinrichtung,
3 eine geschnittene Draufsicht auf die Temperiereinrichtung,
4 bis 6 jeweils eine geschnittene Draufsicht auf die Temperiereinrichtung bei jeweils unterschiedlichem Ausführungsbeispiel.

Show it, each schematically

1 an isometric section through a temperature control device,
2 another isometric section through the temperature control device,
3 a sectional plan view of the temperature control device,
4 until 6 in each case a sectional top view of the temperature control device in each case in a different exemplary embodiment.

Eine erfindungsgemäße Temperiereinrichtung 1, wie sie beispielsweise in den 1 bis 6 gezeigt ist, weist zumindest zwei Rohrkörper 2 sowie zumindest zwei thermoelektrische Elemente 3 auf. Die thermoelektrischen Elemente 3 sind vorzugsweise jeweils als ein Peltier-Element 34 ausgebildet. Die Rohrkörper 2 sind in einer Richtung 4 aufeinanderfolgend und zueinander beabstandet angeordnet, wobei diese Richtung 4 nachfolgend auch als Stapelrichtung 4 bezeichnet wird. In den gezeigten Ausführungsbeispielen weist die jeweilige Temperiereinrichtung 1 zumindest vier derartige Rohrkörper 2 auf.A temperature control device 1 according to the invention, as for example in the 1 until 6 is shown, has at least two tubular bodies 2 and at least two thermoelectric elements 3 . The thermoelectric elements 3 are preferably each designed as a Peltier element 34 . The tubular bodies 2 are arranged one after the other in a direction 4 and are spaced apart from one another, this direction 4 also being referred to below as the stacking direction 4 . In the exemplary embodiments shown, the respective temperature control device 1 has at least four such tubular bodies 2 .

In den gezeigten Ausführungsbeispielen sind die Rohrkörper 2 jeweils als ein Flachrohr 5 ausgebildet, welche sich quer zur Stapelrichtung 4 flach erstrecken. Somit weist der jeweilige Rohrkörper 2 zwei in Stapelrichtung 4 voneinander abgewandte flache Seiten auf. Die Rohrkörper 2 erstrecken sich also quer zur Stapelrichtung 4 flach in einer Längsrichtung 10 und in einer quer zur Stapelrichtung 4 und quer zur Längsrichtung 10 verlaufenden Höhenrichtung 11 flach.In the exemplary embodiments shown, the tubular bodies 2 are each designed as a flat tube 5 forms, which extend transversely to the stacking direction 4 flat. The respective tubular body 2 thus has two flat sides facing away from one another in the stacking direction 4 . The tubular bodies 2 thus extend flat transversely to the stacking direction 4 in a longitudinal direction 10 and in a vertical direction 11 running transversely to the stacking direction 4 and transversely to the longitudinal direction 10 .

Hierbei zeigt 1 eine isometrische Ansicht mit einem in Längsrichtung 10 und Höhenrichtung 11 verlaufenden Schnitt durch die Temperiereinrichtung 1 im Bereich eines thermoelektrischen Elements 3. 2 zeigt eine isometrische Ansicht mit einem in Stapelrichtung 4 und in Höhenrichtung verlaufenden Schnitt durch die Temperiereinrichtung 1. 3 zeigt eine geschnittene Draufsicht der Temperiereinrichtung 1 quer zur Höhenrichtung 11 und somit in einer von der Stapelrichtung 4 und der Längsrichtung 10 aufgespannten Ebene.Here shows 1 an isometric view with a section running in the longitudinal direction 10 and height direction 11 through the temperature control device 1 in the area of a thermoelectric element 3. 2 shows an isometric view with a section through the temperature control device 1 running in the stacking direction 4 and in the vertical direction. 3 shows a sectional plan view of the temperature control device 1 transversely to the vertical direction 11 and thus in a plane spanned by the stacking direction 4 and the longitudinal direction 10 .

Die thermoelektrischen Elemente 3 sind in Stapelrichtung 4 zwischen den Rohrkörpern 2 angeordnet, wobei jeweils zwei der zumindest zwei thermoelektrischen Elemente 3 zwischen zwei in Stapelrichtung 4 nächstbenachbarten Rohrkörper 2 angeordnet sind und einen Nutzfluidkanal 6 in Stapelrichtung 4 begrenzen. In den gezeigten Ausführungsbeispielen ist der jeweilige Nutzfluidkanal 6 von einer in Stapelrichtung 4 dem zugehörigen Nutzfluidkanal 6 zugewandten ersten Seite 7 der zugehörigen thermoelektrischen Elemente 3 zumindest teilweise gebildet. Eine zweite Seite 8 des jeweiligen thermoelektrischen Elements 3 ist in Stapelrichtung 4 vom zugehörigen Nutzfluidkanal 6 abgewandt. Durch den Nutzfluidkanal 6 führt hierbei ein Strömungspfad 9 eines Nutzfluids, der nachfolgend auch als Nutzfluidpfad 9 bezeichnet wird. Im Betrieb der Temperiereinrichtung 1 sind die einen Nutzfluidkanal 6 begrenzenden thermoelektrischen Elemente 3, nachfolgend auch als die dem Nutzfluidkanal 6 zugehörigen thermoelektrischen Elemente 3 bezeichnet, derart elektrisch versorgt, dass die jeweilige erste Seite 7 dieselbe thermische Seite, insbesondere eine gleichartig temperierte Seite, der thermoelektrischen Elemente 3 bildet. Die thermischen Seiten des jeweiligen thermoelektrischen Elements 3 werden also von der ersten Seite 7 und von der zweiten Seite 8 gebildet, wobei jeweils die erste Seite 7 und die zweite Seite 8 durch eine entsprechende elektrische Versorgung die kalte Seite oder die Wärme Seite der thermoelektrischen Elemente 3 sind. Mit anderen Worten, die ersten Seiten 7 der zugehörigen thermoelektrischen Elemente 3 sind entweder eine Kaltseite oder eine Warmseite. Dementsprechend sind die zweiten Seiten 8 der zugehörigen thermoelektrischen Elemente 3 entweder eine Warmseite oder eine Kaltseite. In den gezeigten Ausführungsbeispielen sind die thermoelektrischen Elemente 3, ähnlich wie die Rohrkörper 2, flach ausgebildet, sodass die erste Seite 7 und die zweite Seite 8 jeweils eine flache Seite des zugehörigen thermoelektrischen Elements 3 sind.The thermoelectric elements 3 are arranged between the tubular bodies 2 in the stacking direction 4 , with two of the at least two thermoelectric elements 3 being arranged between two tubular bodies 2 that are closest in the stacking direction 4 and delimiting a useful fluid channel 6 in the stacking direction 4 . In the exemplary embodiments shown, the respective useful fluid channel 6 is at least partially formed by a first side 7 of the associated thermoelectric elements 3 facing the associated useful fluid channel 6 in the stacking direction 4 . A second side 8 of the respective thermoelectric element 3 faces away from the associated useful fluid channel 6 in the stacking direction 4 . A flow path 9 of a useful fluid, which is also referred to as useful fluid path 9 below, runs through the useful fluid channel 6 . During operation of the temperature control device 1, the thermoelectric elements 3 delimiting a useful fluid channel 6, hereinafter also referred to as the thermoelectric elements 3 associated with the useful fluid channel 6, are electrically supplied in such a way that the respective first side 7 has the same thermal side, in particular a side with the same temperature, as the thermoelectric Elements 3 forms. The thermal sides of the respective thermoelectric element 3 are therefore formed by the first side 7 and the second side 8, with the first side 7 and the second side 8 being the cold side or the hot side of the thermoelectric elements 3 are. In other words, the first sides 7 of the associated thermoelectric elements 3 are either a cold side or a warm side. Accordingly, the second sides 8 of the associated thermoelectric elements 3 are either a hot side or a cold side. In the exemplary embodiments shown, the thermoelectric elements 3 are flat, similar to the tubular bodies 2 , so that the first side 7 and the second side 8 are each a flat side of the associated thermoelectric element 3 .

Auf der vom zugehörigen Nutzfluidkanal 6 in Stapelrichtung abgewandten Seite des jeweiligen thermoelektrischen Elements 3, also auf der zweiten Seite 8, ist ein jeweils zugehöriger Rohrkörper 2 angeordnet. Hierbei ist die jeweilige zweite Seite 8 mit der zugewandten flachen Seite des zugehörigen Rohrkörpers 2 wärmeübertragend und flächig verbunden. Bevorzugt liegen die Seiten 8 jeweils flächig auf dem zugehörigen Rohrkörper 2 auf.On the side of the respective thermoelectric element 3 facing away from the associated useful fluid channel 6 in the stacking direction, ie on the second side 8, a respective associated tubular body 2 is arranged. In this case, the respective second side 8 is connected to the facing flat side of the associated tubular body 2 in a heat-transferring and planar manner. The sides 8 preferably each lie flat on the associated tubular body 2 .

Wie insbesondere den 2 und 3 entnommen werden kann, ist auf der vom zugehörigen thermoelektrischen Element 3 abgewandten Seite zumindest einer der den thermoelektrischen Elementen 3 zugehörigen Rohrkörper 2 ein Kanal 12 begrenzt, der nachfolgend auch als Abwärmefluidkanal 12 bezeichnet wird. In den gezeigten Ausführungsbeispielen ist der jeweilige Abwärmefluidkanal 12 von zwei in Stapelrichtung 4 unmittelbar aufeinanderfolgenden Rohrkörpern 2 begrenzt. Durch den jeweiligen Abwärmefluidkanal 12 führt ein Strömungspfad 13 eines Abwärmefluids, der nachfolgend auch als Abwärmepfad 13 bezeichnet wird. In den gezeigten Ausführungsbeispielen begrenzt der jeweilige Rohrkörper 2 zumindest einen solchen Abwärmefluidkanal 12. In den gezeigten Ausführungsbeispielen ist auf der in Stapelrichtung 4 abgewandten Seite des jeweiligen, einem solchen thermoelektrischen Element 3 zugehörigen Rohrkörpers 2 ein weiterer Rohrkörper 2 angeordnet, sodass der jeweilige, einem solchen thermoelektrischen Element 3 zugehörige Rohrkörper 2 einen solchen Abwärmefluidkanal 12 begrenzt.Like the one in particular 2 and 3 can be seen, on the side facing away from the associated thermoelectric element 3 , at least one of the tubular bodies 2 associated with the thermoelectric elements 3 is delimited by a channel 12 , which is also referred to below as the waste heat fluid channel 12 . In the exemplary embodiments shown, the respective waste heat fluid channel 12 is delimited by two tubular bodies 2 immediately following one another in the stacking direction 4 . A flow path 13 of a waste heat fluid, which is also referred to below as waste heat path 13 , leads through the respective waste heat fluid channel 12 . In the exemplary embodiments shown, the respective tubular body 2 delimits at least one such waste heat fluid channel 12. In the exemplary embodiments shown, a further tubular body 2 is arranged on the side facing away in the stacking direction 4 of the respective tubular body 2 associated with such a thermoelectric element 3, so that the respective one associated with such a thermoelectric element 3 associated tubular body 2 such a waste heat fluid channel 12 is limited.

Der jeweilige Rohrkörper 2 ist im Betrieb von einem Kühlfluid durchströmt. Das heißt, dass ein Strömungspfad 14 des Kühlfluids durch den jeweiligen Rohrkörper 2 führt. Der Strömungspfad 14, nachfolgend auch als Kühlpfad 14 bezeichnet, ist hierbei fluidisch vom Nutzfluidpfad 9 und vom Abwärmepfad 13 fluidisch getrennt.A cooling fluid flows through the respective tubular body 2 during operation. This means that a flow path 14 of the cooling fluid leads through the respective tubular body 2 . The flow path 14, also referred to below as the cooling path 14, is in this case fluidly separated from the useful fluid path 9 and from the waste heat path 13.

In der Folge wird das Nutzfluid im Betrieb von der jeweiligen ersten Seite 7 der thermoelektrischen Elemente 3 temperiert, beispielsweise gekühlt. Die jeweilige zweite Seite 8 der thermoelektrischen Elemente 3 wird über den zugehörigen Rohrkörper 2 vom Kühlfluid temperiert, beispielsweise gekühlt. Das Kühlmittel wird wiederum über den Rohrkörper 2 vom Abwärmefluid temperiert, beispielsweise gekühlt. Somit erfolgt bei einer kompakten Bauweise eine Erhöhung der Effizienz der Temperiereinrichtung 1 bei zugleich einfacher und kostengünstiger Herstellung.As a result, the useful fluid is tempered during operation by the respective first side 7 of the thermoelectric elements 3, for example cooled. The respective second side 8 of the thermoelectric elements 3 is tempered, for example cooled, by the cooling fluid via the associated tubular body 2 . The coolant is in turn tempered, for example cooled, by the waste heat fluid via the tubular body 2 . Thus, with a compact design, the efficiency of the temperature control device 1 is increased while at the same time being simpler and more cost-effective to manufacture.

Wie insbesondere einer Zusammenschau der 2 und 3 entnommen werden kann, ist der jeweilige Nutzfluidkanal 6 in den gezeigten Ausführungsbeispielen quer zur Stapelrichtung 4 durchströmt. Mit anderen Worten, der Nutzfluidpfad 9 verläuft in dem jeweiligen Nutzfluidkanal 6 quer zur Stapelrichtung 4, in den gezeigten Beispielen in Höhenrichtung 11. Wie einer Zusammenschau der 2 und 3 ferner entnommen werden kann, ist in den gezeigten Ausführungsbeispielen eine Durchströmung des jeweiligen Abwärmefluidkanals 12 quer zur Stapelrichtung 4, in den gezeigten Ausführungsbeispielen parallel zum Nutzfluidpfad 9 vorgesehen. Das heißt, dass der Abwärmepfad 13 in den Abwärmefluidkanälen 12 parallel zum Nutzfluidpfad 9 in den zumindest einen Nutzfluidkanal 6 verläuft. Wie beispielsweise 3 entnommen werden kann, ist in den gezeigten Ausführungsbeispielen vorgesehen, dass die Rohrkörper 2 quer zum Nutzfluidpfad 9 durch den zumindest einen Nutzfluidkanal 6 und quer zum Abwärmepfad 13 durch den zumindest einen Abwärmefluidkanal 12 verlaufen. Das heißt, dass in den gezeigten Ausführungsbeispielen der Kühlpfad 14 durch die Rohrkörper 2 quer zum Abwärmepfad 13 durch die Abwärmefluidkanäle 12 und quer zum Nutzfluidpfad 9 durch den zumindest einen Nutzfluidkanal 6 verläuft. In den gezeigten Ausführungsbeispielen ist dabei eine Durchströmung der Rohrkörper 2 entlang der Längsrichtung 10 vorgesehen.As in particular a synopsis of 2 and 3 can be removed, the respective useful fluid channel 6 flows through transversely to the stacking direction 4 in the exemplary embodiments shown. In other words, the useful fluid path 9 runs in the respective useful fluid channel 6 transversely to the stacking direction 4, in the examples shown in the vertical direction 11. As a synopsis of 2 and 3 can also be seen, in the exemplary embodiments shown, a flow through the respective waste heat fluid channel 12 is provided transversely to the stacking direction 4, in the exemplary embodiments shown parallel to the useful fluid path 9. This means that the waste heat path 13 in the waste heat fluid ducts 12 runs parallel to the useful fluid path 9 in the at least one useful fluid duct 6 . Like for example 3 can be removed, it is provided in the exemplary embodiments shown that the tubular bodies 2 run transversely to the useful fluid path 9 through the at least one useful fluid duct 6 and transversely to the waste heat path 13 through the at least one waste heat fluid duct 12. This means that in the exemplary embodiments shown, the cooling path 14 runs through the tubular bodies 2 transversely to the waste heat path 13 through the waste heat fluid channels 12 and transversely to the useful fluid path 9 through the at least one useful fluid channel 6 . In the exemplary embodiments shown, a flow through the tubular body 2 along the longitudinal direction 10 is provided.

In den gezeigten Ausführungsbeispielen entspricht das Nutzfluid dem Abwärmefluid. Beispielsweise sind sowohl das Nutzfluid als auch das Abwärmefluid Luft. Hierbei sind der Nutzfluidpfad 9 und der Abwärmepfad 13 stromab des zumindest einen Nutzfluidkanals 6 fluidisch, vorzugsweise zudem thermisch, voneinander getrennt. Demgegenüber sind in den gezeigten Ausführungsbeispielen der Nutzfluidpfad 9 und der Abwärmepfad 13 stromauf des zumindest einen Nutzfluidkanals 6 gemeinsam geführt. In den gezeigten Ausführungsbeispielen weist die Temperiereinrichtung 1 eine gemeinsame Fördereinrichtung 15, insbesondere einen Lüfter 16, bevorzugt einen Axiallüfter 17, auf, der im Betrieb das Nutzfluid entlang des Nutzfluidpfads 9 und des Abwärmefluids entlang des Abwärmepfads 13 fördert. In den gezeigten Ausführungsbeispielen ist die Fördereinrichtung 15 in Höhenrichtung 11 an einer Stirnseite eines Gehäuses 18 der Temperiereinrichtung 1 angeordnet und über eine Halteplatte 19 am Gehäuse 18 gehalten (siehe 1 und 2). Wie den 1 und 2 entnommen werden kann, ist auf der von der Fördereinrichtung 15 in Höhenrichtung 11 abgewandten Seite ein Kanalkörper 20 in das Gehäuse 18 eingeführt, der fluidisch mit dem zumindest einen Nutzfluidkanal 6 verbunden ist. Mit dem Kanalkörper 20 erfolgt ein Abführen des Nutzfluids von der Temperiereinrichtung 1 und eine fluidische und thermische Trennung des Nutzfluids vom Abwärmefluid stromab des zumindest einen Nutzfluidkanals 6.In the exemplary embodiments shown, the useful fluid corresponds to the waste heat fluid. For example, both the utility fluid and the waste heat fluid are air. Here, the useful fluid path 9 and the waste heat path 13 downstream of the at least one useful fluid channel 6 are fluidly, preferably also thermally, separated from one another. In contrast, in the exemplary embodiments shown, the useful fluid path 9 and the waste heat path 13 are routed together upstream of the at least one useful fluid channel 6 . In the exemplary embodiments shown, the temperature control device 1 has a common conveying device 15, in particular a fan 16, preferably an axial fan 17, which conveys the useful fluid along the useful fluid path 9 and the waste heat fluid along the waste heat path 13 during operation. In the exemplary embodiments shown, the conveyor device 15 is arranged in the height direction 11 on a front side of a housing 18 of the temperature control device 1 and is held on the housing 18 by a retaining plate 19 (see FIG 1 and 2 ). Like the 1 and 2 can be removed, a channel body 20 is inserted into the housing 18 on the side facing away from the conveyor device 15 in the vertical direction 11 and is fluidically connected to the at least one useful fluid channel 6 . With the channel body 20, the useful fluid is discharged from the temperature control device 1 and the useful fluid is fluidically and thermally separated from the waste heat fluid downstream of the at least one useful fluid channel 6.

In den gezeigten Ausführungsbeispielen ist im jeweiligen Nutzfluidkanal 6 eine vom Nutzfluid durchströmbare Rippenstruktur 21 angeordnet und mit den zugehörigen thermoelektrischen Elementen 3 verbunden. Das heißt, dass die Rippenstruktur 21, nachfolgend auch als Nutzfluid-Rippenstruktur 21 bezeichnet, mit den ersten Seiten 7 der zugehörigen thermoelektrischen Elemente 3 wärmeübertragend verbunden ist. In den gezeigten Ausführungsbeispielen ist ferner im jeweiligen Abwärmefluidkanal 12 eine Rippenstruktur 23 angeordnet, die nachfolgend auch als Abwärmefluid-Rippenstruktur 23 bezeichnet wird. Die jeweilige Abwärmefluid-Rippenstruktur 23 ist vom Abwärmefluid durchströmbar und mit den beiden zugehörigen Rohrkörpern 2 wärmeübertragend verbunden. Die jeweilige Rippenstruktur 21, 23 ist in den Figuren lediglich durch einen Quader angedeutet, wobei es sich versteht, dass die Rippenstruktur 21, 23, wie erwähnt, vom zugehörigen Fluid durchströmbar und beispielsweise als eine Wellrippe 22 ausgebildet ist.In the exemplary embodiments shown, a rib structure 21 through which the useful fluid can flow is arranged in the respective useful fluid channel 6 and is connected to the associated thermoelectric elements 3 . This means that the rib structure 21, also referred to below as the useful fluid rib structure 21, is connected to the first sides 7 of the associated thermoelectric elements 3 in a heat-transferring manner. In the exemplary embodiments shown, a rib structure 23 is also arranged in the respective waste heat fluid channel 12 , which is also referred to below as waste heat fluid rib structure 23 . The waste heat fluid can flow through the respective waste heat fluid rib structure 23 and is connected to the two associated tubular bodies 2 in a heat-transferring manner. The respective rib structure 21, 23 is only indicated in the figures by a cuboid, it being understood that the rib structure 21, 23, as mentioned, can be flowed through by the associated fluid and is designed, for example, as a corrugated rib 22.

In den gezeigten Ausführungsbeispielen und bevorzugt sind die zugehörigen thermoelektrischen Elemente 3 und die zugehörige Nutzfluid-Rippenstruktur 21 als ein vorgefertigtes Modul 24 ausgebildet, welches nach dem Verbinden der Rohrkörper 2 mit den Abwärmefluid-Rippenstrukturen 23, welches beispielsweise durch Verlöten oder Verschweißen erfolgt, zwischen den zugehörigen Rohrkörpern 2 eingeschoben bzw. angeordnet wird. Auf diese Weise werden Beschädigungen der thermoelektrischen Elemente 3 durch die für das Verbinden der Rohrkörper 2 mit den Abwärmefluid-Rippenstrukturen 23 benötigte thermische Energie vermieden.In the exemplary embodiments shown and preferably, the associated thermoelectric elements 3 and the associated useful fluid rib structure 21 are designed as a prefabricated module 24 which, after the tubular body 2 has been connected to the waste heat fluid rib structures 23, which is done by soldering or welding, for example, between the associated tubular bodies 2 is inserted or arranged. In this way, damage to the thermoelectric elements 3 by the thermal energy required for connecting the tubular bodies 2 to the waste heat fluid fin structures 23 is avoided.

In den gezeigten Ausführungsbeispielen bilden die thermoelektrischen Elemente 3, die Rohrkörper 2 sowie die Rippenstrukturen 21, 23 einen im Wesentlichen quaderförmigen Block 25. Der Block 25 ist dabei in einem Volumen 26 des Gehäuses 18 angeordnet, welches in Höhenrichtung 11 im Wesentlichen offen ist und somit eine fluidische Verbindung mit der Fördereinrichtung 15 und dem Kanalkörper 20 zulässt.In the exemplary embodiments shown, the thermoelectric elements 3, the tubular bodies 2 and the rib structures 21, 23 form an essentially cuboid block 25. The block 25 is arranged in a volume 26 of the housing 18, which is essentially open in the vertical direction 11 and thus a fluid connection with the conveyor 15 and the channel body 20 allows.

Im Ausführungsbeispiel der 1 bis 3 weist die Temperiereinrichtung 1 insgesamt vier Rohrkörper 2 sowie insgesamt zwei thermoelektrische Elemente 3 auf. In diesem Ausführungsbeispiel weist die Temperiereinrichtung 1 somit einen Nutzfluidkanal 6 sowie zwei Abwärmefluidkanäle 12 auf, wobei der Nutzfluidkanal 6 in Stapelrichtung 4 zwischen den Abwärmefluidkanälen 12 angeordnet ist.In the embodiment of 1 until 3 the temperature control device 1 has a total of four tubular bodies 2 and a total of two thermoelectric elements 3 . In this exemplary embodiment, the temperature control device 1 thus has a useful fluid channel 6 and two waste heat fluid channels 12 , the useful fluid channel 6 being arranged between the waste heat fluid channels 12 in the stacking direction 4 .

Die 4 bis 6 zeigen jeweils lediglich den Block 25 in einer geschnittenen Draufsicht der Temperiereinrichtung 1 quer zur Höhenrichtung 11 und somit in einer von der Stapelrichtung 4 und der Längsrichtung 10 aufgespannten Ebene, ähnlich wie 3.the 4 until 6 each show only the block 25 in a sectional plan view of FIG Temperature control device 1 transverse to the height direction 11 and thus in a plane spanned by the stacking direction 4 and the longitudinal direction 10, similar to 3 .

Im Ausführungsbeispiel der 4 weist die Temperiereinrichtung 1 insgesamt sechs Rohrkörper 2 auf. Bei diesem Ausführungsbeispiel weist die Temperiereinrichtung 1 zudem zwei thermoelektrische Elemente 3 auf, wobei die thermoelektrischen Elemente 3 zwischen den beiden mittleren Rohrkörpern 2 angeordnet sind.In the embodiment of 4 the temperature control device 1 has a total of six tubular bodies 2 . In this exemplary embodiment, the temperature control device 1 also has two thermoelectric elements 3 , with the thermoelectric elements 3 being arranged between the two central tubular bodies 2 .

Beim in 5 gezeigten Ausführungsbeispiel weist die Temperiereinrichtung ebenfalls insgesamt sechs Rohrkörper 2 auf. Im Gegensatz zum Ausführungsbeispiel der 4 weist die Temperiereinrichtung 1 insgesamt sechs thermoelektrische Elemente 3 auf. Bei diesem Ausführungsbeispiel weist die Temperiereinrichtung 1 somit drei Nutzfluidkanäle 6 und zwei Abwärmefluidkanäle 12 auf, wobei die Nutzfluidkanäle 6 in Stapelrichtung 4 zwischen den beiden Abwärmefluidkanälen 12 angeordnet sind.at in 5 The exemplary embodiment shown also has a total of six tubular bodies 2 in the temperature control device. In contrast to the embodiment of 4 the temperature control device 1 has a total of six thermoelectric elements 3 . In this exemplary embodiment, the temperature control device 1 thus has three useful fluid channels 6 and two waste heat fluid channels 12 , the useful fluid channels 6 being arranged in the stacking direction 4 between the two waste heat fluid channels 12 .

6 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Temperiereinrichtung 1. Bei diesem Ausführungsbeispiel weist die Temperiereinrichtung 1 insgesamt sechs Rohrkörper 2 auf. Der Raum zwischen aufeinanderfolgenden Rohrkörpern 2 ist in Längsrichtung 10 zweigeteilt. Dabei sind zwischen den in Stapelrichtung 4 äußersten Rohrkörpern 2 und den nächstbenachbarten Rohrkörpern 2 jeweils zwei in Längsrichtung 10 zueinander beabstandete Abwärmefluid-Rippenstrukturen 23 vorgesehen. Zwischen den beiden inneren Rohrkörpern sind ein Modul 24 und eine Nutzfluid-Rippenstruktur 21 angeordnet. In den beiden übrigen Räumen sind jeweils zwei Module 24 in Längsrichtung 10 zueinander beabstandet angeordnet. 6 shows a further exemplary embodiment of the temperature control device 1. In this exemplary embodiment, the temperature control device 1 has a total of six tubular bodies 2. The space between successive tubular bodies 2 is divided in two in the longitudinal direction 10 . Two waste heat fluid fin structures 23 spaced apart from one another in the longitudinal direction 10 are provided between the outermost tubular bodies 2 in the stacking direction 4 and the next adjacent tubular bodies 2 . A module 24 and a useful fluid rib structure 21 are arranged between the two inner tubular bodies. In the two remaining rooms, two modules 24 are arranged spaced apart from one another in the longitudinal direction 10 .

Wie insbesondere den 1 und 3 entnommen werden kann, können am Gehäuse 18 Anschlüsse 27, 28 zur Versorgung der Temperiereinrichtung 1 mit dem Kühlfluid vorgesehen sein. Hierbei dient ein Einlassanschluss 27 zum Einlassen des Kühlfluids in das Gehäuse 18 und ein Auslassanschluss 28 dem Auslassen des Kühlfluids aus dem Gehäuse 18.Like the one in particular 1 and 3 can be removed, can be provided on the housing 18 connections 27, 28 for supplying the temperature control device 1 with the cooling fluid. An inlet connection 27 serves to let the cooling fluid into the housing 18 and an outlet connection 28 to let the cooling fluid out of the housing 18.

Wie insbesondere den 1 und 3 entnommen werden kann, kann das Volumen 26 quer zur Stapelrichtung 4, im gezeigten Ausführungsbeispiel in Längsrichtung 10, zwischen zwei Kammern 29, 30 des Gehäuses 18, angeordnet sein. Eine der Kammern 29 ist mit den Anschlüssen 27, 28 verbunden und wird nachfolgend auch als Versorgungskammer 29 bezeichnet. Die andere Kammer 30 wird nachfolgend auch als Umlenkkammer 30 bezeichnet. Die Versorgungskammer 29 ist in eine Einlasskammer 31 und eine von der Einlasskammer 31 fluidisch getrennte Auslasskammer 32 unterteilt. Hierbei ist der Einlassanschluss 27 fluidisch mit der Einlasskammer 31 und die Auslasskammer 32 fluidisch mit dem Auslassanschluss 28 verbunden. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel umgibt die Auslasskammer 32 die Einlasskammer 31 zumindest auf drei Seiten. Hierbei mündet zumindest einer der Rohrkörper 2 in der Versorgungskammer 29 in die Einlasskammer 31 und zumindest ein anderer der Rohrkörper 2 in die Auslasskammer 32. Beim in den 1 bis 3 gezeigten Ausführungsbeispiel münden die beiden in Stapelrichtung 4 mittleren Rohrkörper 2 in die Einlasskammer 31 und die beiden äußeren Rohrkörper 2 in die Auslasskammer 32. Zudem münden sämtliche Rohrkörper 2 in die Umlenkkammer 30. Hierdurch führt der Kühlpfad 14 über die beiden in Stapelrichtung 4 mittleren Rohrkörper 2 in die Umlenkkammer 30 und über die beiden in Stapelrichtung 4 äußeren Rohrkörper 2 in die Auslasskammer 32. Zur besseren Trennung der Strömung in der Umlenkkammer 30 ist im gezeigten Ausführungsbeispiel die Umlenkkammer 30 durch eine Trennwand 33 zweigeteilt. Somit erfolgt eine einfache, kompakte und effektive Fluidführung des Kühlfluids innerhalb der Temperiereinrichtung 1.Like the one in particular 1 and 3 can be removed, the volume 26 can be arranged transversely to the stacking direction 4, in the longitudinal direction 10 in the exemplary embodiment shown, between two chambers 29, 30 of the housing 18. One of the chambers 29 is connected to the connections 27, 28 and is also referred to as the supply chamber 29 below. The other chamber 30 is also referred to below as the deflection chamber 30 . The supply chamber 29 is divided into an inlet chamber 31 and an outlet chamber 32 which is fluidically separated from the inlet chamber 31 . In this case, the inlet port 27 is fluidly connected to the inlet chamber 31 and the outlet chamber 32 is fluidly connected to the outlet port 28 . In the exemplary embodiment shown, the outlet chamber 32 surrounds the inlet chamber 31 at least on three sides. Here, at least one of the tubular bodies 2 in the supply chamber 29 opens into the inlet chamber 31 and at least another one of the tubular bodies 2 opens into the outlet chamber 32. When in the 1 until 3 In the exemplary embodiment shown, the two central tubular bodies 2 in the stacking direction 4 open into the inlet chamber 31 and the two outer tubular bodies 2 open into the outlet chamber 32. In addition, all tubular bodies 2 open into the deflection chamber 30. As a result, the cooling path 14 leads via the two central tubular bodies 2 in the stacking direction 4 into the deflection chamber 30 and via the two outer tubular bodies 2 in the stacking direction 4 into the outlet chamber 32 . This results in a simple, compact and effective flow of the cooling fluid within the temperature control device 1.

Wie insbesondere 2 entnommen werden kann, kann die Temperiereinrichtung 1 zwischen der Fördereinrichtung 15 und dem Block 25 Strömungsleiter 35 in Form von Wänden aufweisen, welche das von der Fördereinrichtung 15 geförderte Fluid gezielt in Richtung des Nutzfluidkanals 6 und der Abwärmefluidkanäle 12 leiten.How in particular 2 can be removed, the temperature control device 1 can have flow conductors 35 in the form of walls between the conveyor device 15 and the block 25, which guide the fluid conveyed by the conveyor device 15 in a targeted manner in the direction of the useful fluid channel 6 and the waste heat fluid channels 12.

Claims

Temperiereinrichtung (1), - mit zumindest zwei Rohrkörpern (2), die in einer Stapelrichtung (4) aufeinanderfolgend und zueinander beabstandet angeordnet sind, - mit zumindest zwei in Stapelrichtung (4) zwischen den Rohrkörpern (2) angeordneten thermoelektrischen Elementen (3), - wobei jeweils zwei thermoelektrische Elemente (3) in Stapelrichtung (4) zwischen zwei aufeinanderfolgenden Rohrkörpern (2) gegenüberliegend angeordnet sind und einen Nutzfluidkanal (6) begrenzen, durch den ein Nutzfluidpfad (9) eines Nutzfluids führt, - wobei auf der vom Nutzfluidkanal (6) in Stapelrichtung (4) abgewandten Seite des jeweiligen thermoelektrischen Elements (3) ein zugehöriger Rohrkörper (2) angeordnet und wärmeübertragend mit dem zugehörigen thermoelektrischen Element (3) verbunden ist, - wobei auf der vom zugehörigen thermoelektrischen Element (3) in Stapelrichtung (4) abgewandten Seite zumindest einer der Rohrkörper (2) ein Abwärmefluidkanal (12) begrenzt ist, durch den ein Abwärmepfad (13) eines Abwärmefluids führt, - wobei durch den jeweiligen Rohrkörper (2) vom Abwärmepfad (13) und vom Nutzfluidpfad (9) fluidisch getrennt ein Kühlpfad (14) eines Kühlfluids führt.Temperature control device (1), - with at least two tubular bodies (2) which are arranged one after the other in a stacking direction (4) and spaced apart from one another, - with at least two thermoelectric elements (3) arranged between the tubular bodies (2) in the stacking direction (4), - wherein in each case two thermoelectric elements (3) are arranged opposite one another in the stacking direction (4) between two successive tubular bodies (2) and delimit a useful fluid channel (6) through which a useful fluid path (9) of a useful fluid leads, - wherein on the from the useful fluid channel ( 6) an associated tubular body (2) is arranged on the side of the respective thermoelectric element (3) facing away from the stacking direction (4) and is connected to the associated thermoelectric element (3) in a heat-transferring manner, - wherein on the side of the associated thermoelectric element (3) in the stacking direction ( 4) facing away from at least one of the tubular body (2) a waste heat fluid channel (12) is limited, through which a Waste heat path (13) of a waste heat fluid leads, - wherein a cooling path (14) of a cooling fluid leads through the respective tubular body (2) fluidically separated from the waste heat path (13) and from the useful fluid path (9).

Temperiereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, - dass das Abwärmefluid dem Nutzfluid entspricht, - dass die Temperiereinrichtung (1) eine Fördereinrichtung (15) aufweist, die im Betrieb Nutzfluid entlang des Nutzfluidpfads (9) und Abwärmefluid entlang des Abwärmepfads (13) fördert.temperature control device claim 1 , characterized in that - that the waste heat fluid corresponds to the useful fluid, - that the temperature control device (1) has a conveying device (15) which conveys useful fluid along the useful fluid path (9) and waste heat fluid along the waste heat path (13) during operation.

Temperiereinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Nutzfluidpfad (9) und der Abwärmepfad (13) stromab des zumindest einen Nutzfluidkanals (6) fluidisch getrennt sind.temperature control device claim 1 or 2 , characterized in that the useful fluid path (9) and the waste heat path (13) downstream of the at least one useful fluid channel (6) are fluidically separated.

Temperiereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass in zumindest einem der wenigstens einen Nutzfluidkanäle (6) eine vom Nutzfluid durchströmbare Nutzfluid-Rippenstruktur (21) angeordnet ist, welche wärmeübertragend mit den thermoelektrischen Elementen (3) verbunden ist.Temperature control device according to one of Claims 1 until 3 , characterized in that a useful fluid rib structure (21) through which the useful fluid can flow is arranged in at least one of the at least one useful fluid channels (6) and is connected to the thermoelectric elements (3) in a heat-transferring manner.

Temperiereinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest zwei der thermoelektrischen Elemente (3) und die zugehörige Nutzfluid-Rippenstruktur (21) als ein vorgefertigtes Modul (24) ausgebildet und als Modul (24) mit den zugehörigen Rohrkörpern (2) verbunden sind.temperature control device claim 4 , characterized in that at least two of the thermoelectric elements (3) and the associated useful fluid rib structure (21) are formed as a prefabricated module (24) and are connected as a module (24) to the associated tubular bodies (2).

Temperiereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass auf der vom zugehörigen Nutzfluidkanal (6) abgewandten Seite des jeweiligen, einem der thermoelektrischen Elemente (3) zugehörigen Rohrkörpers (2) ein Abwärmefluidkanal (12) begrenzt ist.Temperature control device according to one of Claims 1 until 5 , characterized in that a waste heat fluid channel (12) is delimited on the side facing away from the associated useful fluid channel (6) of the respective tubular body (2) associated with one of the thermoelectric elements (3).

Temperiereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einer der wenigstens einen Abwärmefluidkanäle (12) zwischen zwei in Stapelrichtung (4) unmittelbar aufeinander folgenden Rohrkörpern (2) begrenzt ist.Temperature control device according to one of Claims 1 until 6 , characterized in that at least one of the at least one waste heat fluid ducts (12) is delimited between two tubular bodies (2) which follow one another directly in the stacking direction (4).

Temperiereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass in zumindest einem der wenigstens einen Abwärmefluidkanäle (12) eine vom Abwärmefluid durchströmbare Abwärmefluid-Rippenstruktur (23) angeordnet ist, welche mit zumindest einem der wenigstens dem Abwärmefluidkanal (12) zugehörigen Rohrkörper (2) wärmeübertragend verbunden ist.Temperature control device according to one of Claims 1 until 7 , characterized in that in at least one of the at least one waste heat fluid ducts (12) is arranged a waste heat fluid rib structure (23) through which the waste heat fluid can flow and which is heat-transferringly connected to at least one of the tubular bodies (2) associated with at least the waste heat fluid duct (12).

Temperiereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, - dass zumindest einer der wenigstens einen Rohrkörper (2) als sich quer zur Stapelrichtung (4) flach erstreckendes Flachrohr (5) ausgebildet ist, - dass zumindest eines der thermoelektrischen Elemente (3) flächig mit dem zugehörigen und als Flachrohr (5) ausgebildeten Rohrkörper (2) verbunden ist.Temperature control device according to one of Claims 1 until 8th , characterized in that - that at least one of the at least one tube body (2) is designed as a flat tube (5) extending flat transversely to the stacking direction (4), - that at least one of the thermoelectric elements (3) is flat with the associated and as a flat tube ( 5) formed tubular body (2) is connected.

Temperiereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, - dass auf der vom zugehörigen Nutzfluidkanal (6) abgewandten Seite zumindest einer der thermoelektrischen Elemente (3) zumindest drei Rohrkörper (3) angeordnet sind, - dass zwischen jeweils zwei der zumindest drei Rohrkörper (2) jeweils ein Abwärmefluidkanal (12) begrenzt ist.Temperature control device according to one of Claims 1 until 9 , characterized in that - at least three tubular bodies (3) are arranged on the side of at least one of the thermoelectric elements (3) facing away from the associated useful fluid channel (6), - that between each two of the at least three tubular bodies (2) there is a waste heat fluid channel (12 ) is limited.

Temperiereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlpfad (14) durch die Rohrkörper (2) quer zum Nutzfluidpfad (9) durch den zumindest einen Nutzfluidkanal (6) und quer zum Abwärmepfad (13) durch den zumindest einen Abwärmefluidkanal (12) verläuft.Temperature control device according to one of Claims 1 until 10 , characterized in that the cooling path (14) runs through the tubular body (2) transversely to the useful fluid path (9) through the at least one useful fluid channel (6) and transversely to the waste heat path (13) through the at least one waste heat fluid channel (12).

Temperiereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, - dass die Temperiereinrichtung (1) ein Gehäuse (18) mit einem Volumen (26) aufweist, in welchem die Rohrkörper (2) und die thermoelektrischen Elemente (3) aufgenommen sind, - dass das Volumen (26) quer zur Stapelrichtung (4) zwischen eine Versorgungskammer (29) und eine Umlenkkammer (30) angeordnet ist, - dass in der Versorgungskammer (29) eine Einlasskammer (31) und eine von der Einlasskammer (31) fluidisch getrennte Auslasskammer (32) ausgebildet sind, - dass zumindest einer der Rohrkörper (2) in die Einlasskammer (31 )und zumindest ein anderen der Rohrkörper (2) in die Auslasskammer (32) mündet, - dass die Rohrkörper (2) in die Umlenkkammer (30) münden, sodass der Kühlpfad (14) über die Einlasskammer (31) durch zumindest einen der Rohrkörper (2) zur Umlenkkammer (30) führt und über die Umlenkkammer (30) zurück zur Auslasskammer (32) führt.Temperature control device according to one of Claims 1 until 11 , characterized in that - that the temperature control device (1) has a housing (18) with a volume (26) in which the tubular body (2) and the thermoelectric elements (3) are accommodated, - that the volume (26) transverse to Stacking direction (4) is arranged between a supply chamber (29) and a deflection chamber (30), - that in the supply chamber (29) an inlet chamber (31) and an outlet chamber (32) fluidically separated from the inlet chamber (31) are formed, - that at least one of the tubular bodies (2) opens into the inlet chamber (31) and at least another of the tubular bodies (2) into the outlet chamber (32), - that the tubular bodies (2) open into the deflection chamber (30), so that the cooling path ( 14) via the inlet chamber (31) through at least one of the tubular bodies (2) to the deflection chamber (30) and via the deflection chamber (30) back to the outlet chamber (32).

Temperiereinrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Versorgungskammer (29) und die Umlenkkammer (30) quer zum Nutzfluidpfad (9) im Volumen (26) und quer zum Abwärmepfad (13) im Volumen (26) gegenüberliegend angeordnet sind.temperature control device claim 12 , characterized in that the supply chamber (29) and the deflection chamber (30) transverse to the useful fluid path (9) in the volume (26) and transverse to the waste heat path (13) in the volume (26) are arranged opposite one another.