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Die Erfindung betrifft eine Kühlvorrichtung und eine Kühleinheit mit mindestens einer Kühlvorrichtung.
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Aus dem Stand der Technik ist, wie in der
DE 10 2011 016 482 A1 beschrieben, ein mehrfach verwendbares Schutztextil für Objekte sowie für den Körper von Mensch und Tier bekannt. Das Schutztextil besteht aus passiv und aktiv kühlenden oder klimatisierenden Materialien. Deren Konstruktion ist so gestaltet, dass der Körper oder das Objekt weniger Hitzebelastungen im Vergleich zu bisher verwendeten Schutztextilien erfährt.
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In der
FR 2 719 892 A1 werden ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Kühlen eines Körperbereichs beschrieben. Die Vorrichtung umfasst zwischen zwei luft- und wasserdichten Schichten eine feuchte Schicht und eine dünne Luftschicht, die mit der feuchten Schicht in Kontakt steht und in der die Luft zirkulieren kann. Die Vorrichtung wird derart an den zu kühlenden Körperbereich gelegt, dass sich die feuchte Schicht zwischen der Luftschicht und dem Körperbereich befindet. Es wird ein Luftstrom in der Luftschicht erzeugt, um die Verdunstung von Feuchtigkeit aus der feuchten Schicht zu bewirken und die befeuchtete Luft abzuführen.
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Aus der
US 2014/0318154 A1 ist ein tragbares Gerät bekannt. Es umfasst ein wasserabsorbierendes Material mit einer ebenen Form, welches einseitig oder beidseitig von einem wasserdichten atmungsaktiven Tuch umhüllt ist. Zwischen dem wasserabsorbierenden Material und dem wasserdichten atmungsaktiven Tuch ist ein Spalt gebildet. Es ist ein Wassereinlauf vorgesehen, damit Wasser von außen in den Spalt eingefüllt werden kann. Durch eine Näh- oder Klebeverbindung des wasserdichten atmungsaktiven Tuchs ist ein Strömungsweg für das Wasser derart ausgebildet, dass das Wasser vertikal und horizontal auf einer gesamten Oberfläche des wasserabsorbierenden Materials fließt. Das über den Wassereinlauf eingefüllte Wasser wird über die gesamte Oberfläche des wasserabsorbierenden Materials verteilt und dringt in das wasserabsorbierende Material ein, um eine Kühlwirkung durch Verdunstung zu erreichen.
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In der
US 6 276 155 B2 wird eine tragbare leichte Kühlvorrichtung zum Kühlen eines menschlichen Körpers beschrieben. Die Kühlvorrichtung umfasst eine mit Kanälen versehene Schicht, die Schweiß und/oder verdunstende Flüssigkeit absorbiert, eine Schicht aus Fasern mit hoher Wärmeleitfähigkeit angrenzend an die mit Kanälen versehene Schicht, und eine Luftbewegungsvorrichtung zum Bewegen von Luft durch die mit Kanälen versehene Schicht. Die Faserschicht verteilt die vom menschlichen Körper erzeugte Wärme gleichmäßig, während die sich innerhalb der mit Kanälen versehenen Schicht bewegende Luft Schweiß und/oder andere Flüssigkeit verdunstet und verdunstete Feuchtigkeit und die vom menschlichen Körper erzeugte und gleichmäßig verteilte Wärme aufnimmt und an die Umgebung abgibt.
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Aus der
WO 2005/116545 A1 ist eine Kühlvorrichtung zur Kühlung von Oberflächen durch Verdunstungskälte bekannt. Die Kühlvorrichtung umfasst mindestens eine Kammer mit einer inneren Lage, die während der Kühlung zu der Kühlfläche zeigt, sowie mit einer äußeren Lage, die von der Kühlfläche abgewandt ist. Ein Kühlmedium ist in der Kammer zwischen innerer und äußerer Lage angeordnet. Das Kühlmedium weist ein Hydrogel auf, das im trockenen Zustand ein Granulat bildet, Wasser bindet und im mit Wasser geladenen Zustand das Wasser durch Verdampfen unter Erzeugung von Verdunstungskälte freisetzt. Die Oberfläche der inneren und/oder der äußeren Lage weist eine dreidimensionale Struktur auf.
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In der
US 5 692 380 A wird ein Verdunstungskühlverfahren zum Abführen von Wärmeenergie von einem Objekt, das in wärmeleitendem Kontakt mit einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens steht, beschrieben. Die Vorrichtung ist aus einem flexiblen und anschmiegsamen Behälter gebildet, der zumindest teilweise mit einem flüssigkeitsabsorbierenden Material gefüllt ist. Wenn die Vorrichtung hydratisiert und in wärmeleitendem Kontakt mit einem zu kühlenden Objekt gebracht wird, wird Wärmeenergie vom Objekt auf die Vorrichtung übertragen und die vom flüssigkeitsabsorbierenden Material aufgenommene Flüssigkeit wird verdunstet.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine gegenüber dem Stand der Technik verbesserte Kühlvorrichtung und eine gegenüber dem Stand der Technik verbesserte Kühleinheit mit einer Kühlvorrichtung anzugeben.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Kühlvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und eine Kühleinheit mit mindestens einer Kühlvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 6.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Eine erfindungsgemäße Kühlvorrichtung umfasst mindestens einen Kühlkanal. Dieser Kühlkanal ist ein längliches Gebilde. Eine Länge des mindestens einen Kühlkanals ist somit um ein Mehrfaches, insbesondere um ein vielfaches, größer als eine Breite und eine Höhe des mindestens einen Kühlkanals. Beispielsweise ist seine Länge mindestens um ein Dreifaches größer als seine Breite und/oder als seine Höhe. Der mindestens eine Kühlkanal ist umfangsseitig flüssigkeitsdicht geschlossen. Eine Außenhülle des mindestens einen Kühlkanals ist aus einer flüssigkeitsdichten Polymerfolie, beispielsweise aus thermoplastischem Polyurethan, ausgebildet. Insbesondere dadurch ist der mindestens eine Kühlkanal umfangsseitig flüssigkeitsdicht geschlossen.
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Der mindestens eine Kühlkanal weist an einem stirnseitigen Ende eine Einlassöffnung und am anderen stirnseitigen Ende eine Auslassöffnung auf. Die Einlassöffnung ist insbesondere zum Einleiten von Umgebungsluft in den mindestens einen Kühlkanal vorgesehen, welche den mindestens einen Kühlkanal durchströmt und an seiner Auslassöffnung ausströmt.
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Im mindestens einen Kühlkanal ist ein Trägertextil zur Querschnittsstabilisierung des Kühlkanals angeordnet, um den Querschnitt des Kühlkanals aufrechtzuerhalten, d. h. ein Zusammenfallen oder Zusammendrücken des Kühlkanals zu verhindern, so dass die Durchströmbarkeit des Kühlkanals mit Luft stets sichergestellt ist.
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An mindestens einer Umfangsseite, insbesondere Breitseite, des mindestens einen Kühlkanals ist an der Innenseite der Polymerfolie eine abschnittsweise perforierte und mit unperforierten Abschnitten mit der Polymerfolie verbundene, insbesondere verschweißte, Befeuchtungsmembran und an der Innenseite der Befeuchtungsmembran ein Feuchtigkeitsspeicher angeordnet. Das Trägertextil ist an der Innenseite des Feuchtigkeitsspeichers anliegend angeordnet. An der Einlassöffnung und/oder an der Auslassöffnung des mindestens einen Kühlkanals ist ein elektrisch angetriebener Ventilator zum Durchleiten von Umgebungsluft durch den Kühlkanal angeordnet. Ist der Ventilator an der Einlassöffnung angeordnet, so leitet der die Umgebungsluft über die Einlassöffnung in den Kühlkanal ein und sie strömt dann durch den Kühlkanal hindurch und über die Auslassöffnung aus. Ist, alternativ oder zusätzlich, der Ventilator an der Auslassöffnung angeordnet, so saugt er die Umgebungsluft durch den Kühlkanal über dessen Einlassöffnung an, in den Kühlkanal ein, durch diesen hindurch und sie strömt dann über die Auslassöffnung und den daran angeordneten Ventilator aus dem Kühlkanal aus. Es können somit auch zwei Ventilatoren am mindestens einen oder jeweiligen Kühlkanal vorgesehen sein, einer an der Einlassöffnung und einer an der Auslassöffnung.
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Die erfindungsgemäße Lösung ermöglicht eine Kühlung einer Umgebung des mindestens einen Kühlkanals durch Verdunstungskühlung, wobei die Verdunstung ausschließlich im Inneren des mindestens einen Kühlkanals erfolgt, d. h. es gelangt keine Feuchtigkeit aus dem mindestens einen Kühlkanal in dessen Umgebung, insbesondere nicht über dessen Umfang, da der Kühlkanal umfangsseitig flüssigkeitsdicht ausgebildet ist.
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Die Verdunstungskühlung wird ermöglicht, indem Flüssigkeit, insbesondere Wasser, über die Befeuchtungsmembran zum Feuchtigkeitsspeicher geleitet wird. Sie fließt dabei über die perforierten Abschnitte der Befeuchtungsmembran, welche zwischen den unperforierten Abschnitten positioniert sind, in den Feuchtigkeitsspeicher. Im Feuchtigkeitsspeicher wird diese Flüssigkeit gespeichert und verdunstet durch einen Luftstrom der mittels des Ventilators in den mindestens einen Kühlkanal einströmenden und diesen durchströmenden Umgebungsluft, wobei diese Umgebungsluft während des Durchströmens des Kühlkanals an diesem Feuchtigkeitsspeicher vorbeiströmt. Durch diese Verdunstung wird Kälte erzeugt, d. h. eine Temperaturreduzierung, wodurch der mindestens eine Kühlkanal kälter wird als seine Umgebung und somit seine Umgebung kühlt. Der Umfang des Kühlkanals, d. h. mindestens eine Umfangsseite, insbesondere Breitseite, beispielsweise gegenüberliegende Umfangsseiten, insbesondere Breitseiten, oder alle Umfangsseiten des mindestens einen Kühlkanals, d. h. beide sich gegenüberliegende Breitseiten und beide die beiden Breitseiten miteinander verbindenden Hochseiten des Kühlkanals, bildet/bilden somit eine Kühlfläche zur Kühlung der Umgebung des mindestens einen Kühlkanals.
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Die verwendete Flüssigkeit, beispielsweise das Wasser, ist vorteilhafterweise mit einem antimikrobiellen Mittel versetzt, um vorteilhafterweise die Gefahr einer Verkeimung der Kühlvorrichtung, d. h. beispielsweise der Bildung von Bakterien und/oder Pilzen, zu vermeiden oder zumindest zu reduzieren.
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Für einen ausreichenden Luftstrom durch den Kühlkanal hindurch ist vorteilhafterweise nur eine relativ geringe Leistung des Ventilators erforderlich, beispielsweise ist bereits eine elektrische Antriebsleistung von 1,5 W ausreichend. Zur elektrischen Energieversorgung des mindestens einen oder des jeweiligen Ventilators ist beispielsweise eine Batterie oder ein Akkumulator, d. h. eine wiederaufladbare Batterie, vorgesehen. Je nach Anwendungsfall kann der Ventilator, alternativ oder zusätzlich, beispielsweise einen Netzanschluss zum Anschluss an ein elektrisches Energieversorgungsnetz aufweisen.
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In einer möglichen Ausführungsform der Kühlvorrichtung ist an gegenüberliegenden Umfangsseiten, insbesondere Breitseiten, des mindestens einen Kühlkanals an der Innenseite der Polymerfolie jeweils eine abschnittsweise perforierte und mit unperforierten Abschnitten mit der Polymerfolie verbundene, insbesondere verschweißte, Befeuchtungsmembran und an der Innenseite der jeweiligen Befeuchtungsmembran ein Feuchtigkeitsspeicher angeordnet, wobei das Trägertextil zwischen den beiden Feuchtigkeitsspeichern, an deren jeweiliger Innenseite anliegend, angeordnet ist. Dadurch wird eine stärkere Flüssigkeitszufuhr ermöglicht und eine dem Luftstrom durch den mindestens einen Kühlkanal ausgesetzte Verdunstungsfläche wird vergrößert, da der Luftstrom der in den Kühlkanal eingeleiteten und diesen durchströmenden Umgebungsluft nun an beiden Feuchtigkeitsspeichern vorbeiströmt und Flüssigkeit aus beiden Feuchtigkeitsspeichern verdunstet wird.
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In einer möglichen Ausführungsform kann beispielsweise vorgesehen sein, dass sich die Befeuchtungsmembran und der Feuchtigkeitsspeicher jeweils über den gesamten Umfang des mindestens einen Kühlkanals erstreckt, d. h. es ist dann über den gesamten Umfang des mindestens einen Kühlkanals an der Innenseite der Polymerfolie eine abschnittsweise perforierte und mit unperforierten Abschnitten mit der Polymerfolie verbundene, insbesondere verschweißte, Befeuchtungsmembran angeordnet, und an der Innenseite der Befeuchtungsmembran ist, ebenfalls über den gesamten Umfang des Kühlkanals, ein Feuchtigkeitsspeicher angeordnet. Das Trägertextil ist im verbleibenden Innenraum des Kühlkanals angeordnet und liegt an der Innenseite des Feuchtigkeitsspeichers an. Dadurch wird eine maximale Verdunstungsfläche des Feuchtigkeitsspeichers erreicht, an welcher der Luftstrom vorbeiströmt, und es wird dadurch ein Feuchtigkeitsspeichervermögen des Feuchtigkeitsspeichers maximiert.
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In einer möglichen Ausführungsform ist der mindestens eine oder der jeweilige Feuchtigkeitsspeicher als ein Vlies, insbesondere als ein Superabsorbervlies, ausgebildet. Dadurch wird eine sehr hohe Flüssigkeitsspeicherkapazität und somit eine sehr lange Verdunstungskühlung erreicht, bevor wieder Flüssigkeit nachgefüllt werden muss. Das Superabsorbervlies umfasst beispielsweise ein hydrophiles Polymer oder mehrere hydrophile Polymere. Beispielsweise ist es aus einem oder mehreren solchen hydrophilen Polymeren ausgebildet oder das mindestens eine oder die mehreren hydrophilen Polymere ist/sind in das Vlies eingearbeitet, beispielsweise mit diesem verbunden.
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Die mindestens eine oder die jeweilige Befeuchtungsmembran ist insbesondere derart perforiert und mit den unperforierten Abschnitten derart mit der Polymerfolie verbunden, insbesondere verschweißt, dass zwischen der Befeuchtungsmembran und der Polymerfolie eine Befeuchtungskanalstruktur entlang des Kühlkanals von dessen Einlassöffnung in Richtung zu dessen Auslassöffnung ausgebildet ist, wobei ein Flüssigkeitseinlass der Befeuchtungskanalstruktur vorteilhafterweise an der Einlassöffnung angeordnet ist und wobei die Befeuchtungskanalstruktur vorteilhafterweise an der Auslassöffnung verschlossen ist. Alternativ kann beispielsweise auch vorgesehen sein, dass der Flüssigkeitseinlass der Befeuchtungskanalstruktur an der Auslassöffnung angeordnet ist und die Befeuchtungskanalstruktur vorteilhafterweise an der Einlassöffnung verschlossen ist. Die Flüssigkeit wird somit über den Flüssigkeitseinlass der Befeuchtungsmembran eingefüllt und über deren Befeuchtungskanalstruktur entlang des Kühlkanals und somit entlang des Feuchtigkeitsspeichers verteilt und dringt durch die perforierten Abschnitte der Befeuchtungsmembran hindurch in den Feuchtigkeitsspeicher ein. Dadurch wird auf besonders vorteilhafte Weise eine gleichmäßige Verteilung der Flüssigkeit und somit eine gleichmäßige Befeuchtung des Feuchtigkeitsspeichers erreicht. Insbesondere werden dadurch eine lokale Überfeuchtung und ein daraus resultierender Flüssigkeitsaustritt aus dem Kühlkanal vermieden. Durch die gleichmäßige Befeuchtung des Feuchtigkeitsspeichers wird zudem eine Verdunstung der Flüssigkeit über die gesamte vom Luftstrom beaufschlagte Fläche des Feuchtigkeitsspeichers und dadurch eine optimierte Kühlwirkung sichergestellt.
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In einer möglichen Ausführungsform umfasst die Kühlvorrichtung eine Flüssigkeitsdosiereinheit mit einer Feuchtigkeitssensorik, die vorteilhafterweise mehrere entlang des mindestens einen Kühlkanals verteilt in diesem angeordnete Feuchtigkeitssensoren umfasst, und mit einer mit dem Flüssigkeitseinlass der mindestens einen oder der jeweiligen Befeuchtungskanalstruktur fluidisch gekoppelten Flüssigkeitszufuhreinheit zur dosierten Zuführung von Flüssigkeit über die mindestens eine oder jeweilige Befeuchtungsmembran zum mindestens einen oder j eweiligen Feuchtigkeitsspeicher in Abhängigkeit von einer Feuchtigkeitsermittlung mittels der Feuchtigkeitssensorik. Dadurch kann dem Feuchtigkeitsspeicher rechtzeitig Flüssigkeit zugeführt werden, bevor dieser austrocknet, so dass vorteilhafterweise eine gleichbleibende Kühlwirkung erreicht wird. Alternativ kann die Feuchtigkeitssensorik beispielsweise nur einen Feuchtigkeitssensor aufweisen. Alternativ kann beispielsweise vorgesehen sein, dass die Flüssigkeitszufuhr manuell durchgeführt wird, d. h. nicht durch die oben beschriebene Flüssigkeitsdosiereinheit zur automatischen Flüssigkeitszufuhr, sondern manuell mittels der Flüssigkeitszufuhreinheit. Dadurch kann die Kühlvorrichtung beispielsweise kleiner und mit einem geringeren Gewicht ausgebildet werden, da insbesondere die Flüssigkeitszufuhreinheit nicht ständig mit dem Flüssigkeitseinlass der mindestens einen oder der jeweiligen Befeuchtungskanalstruktur fluidisch gekoppelt sein muss, sondern nur dann entsprechend gekoppelt wird, wenn die manuelle Flüssigkeitszufuhr durchgeführt wird. Auch bei dieser Ausführungsform kann die Feuchtigkeitssensorik mit einem oder mehreren Feuchtigkeitssensoren vorhanden sein, welche dann beispielsweise mittels einer optischen, akustischen und/oder haptischen Signalausgabe das Erfordernis der Flüssigkeitszufuhr signalisiert.
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Eine erfindungsgemäße Kühleinheit umfasst mindestens eine solche Kühlvorrichtung. In einer möglichen Ausführungsform ist diese Kühleinheit als ein Kühltextil, insbesondere als eine Kühlweste, ausgebildet. Durch eine solche Kühleinheit wird eine aktive Kühlung einer diese Kühleinheit tragenden Person durch Verdunstungskühlung erreicht, wobei besonders vorteilhaft ist, dass die Feuchtigkeit, welche für diese Verdunstungskühlung verwendet wird, nicht an die Person gelangt, d. h. die Person wird dadurch nicht befeuchtet, sondern nur gekühlt. Dies wird durch die umfangsseitig flüssigkeitsdichte Ausbildung des mindestens einen oder des jeweiligen Kühlkanals sichergestellt. Dadurch wird somit eine feuchte Bekleidung, welche unangenehm zu tragen ist, vermieden.
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Die aktive Kühlung wird durch den Ventilator an der Einlassöffnung des mindestens einen oder des jeweiligen Kühlkanals sichergestellt, da auf diese Weise aktiv Luft aus der Umgebung durch den mindestens einen oder den j eweiligen Kühlkanal hindurchgeleitet wird, wodurch die Verdunstung und somit die daraus resultierende Verdunstungskühlung im Vergleich zu einer passiven Verdunstungskühlung, d. h. ohne einen durch den Ventilator angetriebenen Luftstrom, erheblich verstärkt wird. Diese als Kühltextil, insbesondere Kühlweste, ausgebildete Kühleinheit kann beispielsweise von einer an einem Hochofen arbeitenden Person getragen werden, um eine mögliche Arbeitszeit am Hochofen dadurch erheblich zu verlängern. Beispielsweise ist ohne die Kühlung durch diese Kühleinheit aufgrund der hohen Temperaturen nur eine Arbeitszeit von maximal 15 Minuten möglich. Die Kühleinheit ermöglicht aufgrund der gleichmäßigen Verdunstung der Flüssigkeit aus dem mindestens einen oder aus dem jeweiligen Feuchtigkeitsspeicher beispielsweise eine Einsatzzeit der Kühleinheit und somit eine Kühlwirkung auf die Person von acht Stunden, so dass eine wesentlich längere Arbeitszeit, beispielsweise von acht Stunden, der mittels der Kühleinheit gekühlten Person auch bei hohen Temperaturen ermöglicht wird.
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Alternativ kann das Kühltextil, insbesondere die Kühlweste, beispielsweise auch für Motorradfahrer vorgesehen sein. Dadurch wird auch in solchen Anwendungsfällen, bei denen eine Kühlung mittels einer herkömmlichen Klimaanlage nicht möglich ist, eine Kühlung der jeweiligen Person ermöglicht.
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In einer weiteren möglichen Ausführungsform ist die Kühleinheit beispielsweise als eine Raumkühleinheit zur Kühlung eines Raums eines Gebäudes ausgebildet. Dadurch wird auf einfache Weise eine Raumkühlung ermöglicht, vorteilhafterweise ohne einen störenden kühlen Luftstrom, denn bei der erfindungsgemäßen Kühleinheit erfolgt die Kühlung ausschließlich über die umfangsseitige Kälteabstrahlung des mindestens einen oder des jeweiligen Kühlkanals und nicht über den durch den Kühlkanal strömenden Luftstrom. Dieser Luftstrom wird somit vorteilhafterweise nicht zur Kühlung des Raums verwendet, sondern beispielsweise aus dem Raum abgeleitet oder zurück zur Einlassöffnung des Kühlkanals geleitet. Dadurch wird insbesondere ein Feuchteeintrag der verdunsteten und in diesem Luftstrom enthaltenen Feuchtigkeit in den Raum vermieden. Zudem wird dadurch die häufig störende kalte Luftströmung herkömmlicher Klimaanlagen vermieden. Diese Verdunstungskühlung ist zudem im Vergleich zu herkömmlichen Klimaanlagen besonders energieeffizient, da nur elektrische Energie zum Antrieb des Ventilators erforderlich ist.
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In einer weiteren möglichen Ausführungsform ist die Kühleinheit beispielsweise als eine Fahrzeugkühleinheit zur Kühlung eines Fahrgastinnenraums eines Fahrzeugs ausgebildet. Auch hier wird auf einfache Weise eine Kühlung des Fahrgastinnenraums ermöglicht, vorteilhafterweise ohne einen störenden kühlen Luftstrom, denn bei der erfindungsgemäßen Kühleinheit erfolgt die Kühlung ausschließlich über die umfangsseitige Kälteabstrahlung des mindestens einen oder des jeweiligen Kühlkanals und nicht über den durch den Kühlkanal strömenden Luftstrom. Dieser Luftstrom wird somit vorteilhafterweise nicht zur Kühlung des Fahrgastinnenraums verwendet, sondern beispielsweise aus dem Fahrgastinnenraum abgeleitet oder zurück zur Einlassöffnung des Kühlkanals geleitet. Dadurch wird insbesondere ein Feuchteeintrag der verdunsteten und in diesem Luftstrom enthaltenen Feuchtigkeit in den Fahrgastinnenraum vermieden. Zudem wird dadurch die häufig störende kalte Luftströmung herkömmlicher Klimaanlagen vermieden. Diese Verdunstungskühlung ist zudem im Vergleich zu herkömmlichen Klimaanlagen besonders energieeffizient, da nur elektrische Energie zum Antrieb des Ventilators erforderlich ist. Die beschriebene Lösung eignet sich daher auch zur Kühlung des Fahrgastinnenraums während eines Stillstands des Fahrzeugs, besonders vorteilhaft auch zur Kühlung eines Fahrgastinnenraums von als Wohnwagen oder Wohnmobil ausgebildeten Fahrzeugen.
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In einer weiteren möglichen Ausführungsform ist die Kühleinheit beispielsweise als ein Sitz, insbesondere Kindersitz, ausgebildet, insbesondere als eine Sitzlehne eines solchen Sitzes, insbesondere als eine Kindersitzlehne eines solchen Kindersitzes. Dadurch wird eine direkte Kühlung der im Sitz, insbesondere Kindersitz, sitzenden Person ermöglicht und die häufig störende oder für Kleinkinder nicht geeignete kalte Luftströmung herkömmlicher Klimaanlagen wird vermieden. Durch einen direkten Körperkontakt mit dem kühlenden Sitz, insbesondere Kindersitz, wird zudem eine besonders energieeffiziente Kühlung erreicht, da kein vollständiger Innenraum, insbesondere Fahrgastinnenraum, gekühlt werden muss.
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Bei der als Kühltextil oder Sitz ausgebildeten Kühleinheit ist der mindestens eine Kühlkanal oder der jeweilige Kühlkanal vorteilhafterweise vertikal oder zumindest im Wesentlichen vertikal ausgerichtet, wobei vorteilhafterweise die Einlassöffnung oben und die Auslassöffnung unten ist. Insbesondere ist der mindestens eine Kühlkanal oder der jeweilige Kühlkanal derart ausgerichtet, dass die Auslassöffnung unterhalb der Einlassöffnung positioniert ist und vorteilhafterweise einen Höhenabstand zur Einlassöffnung aufweist, welcher vorteilhafterweise, zumindest im Wesentlichen, einer Länge des Kühlkanals oder zumindest einem überwiegenden Teil der Länge des Kühlkanals entspricht. Dadurch wird der besondere Vorteil erreicht, dass zur Verteilung der, insbesondere über den Flüssigkeitseinlass der Befeuchtungsmembran, eingefüllten Flüssigkeit die Schwerkraft verwendet wird, wodurch die Flüssigkeit entlang der Befeuchtungskanalstruktur der Befeuchtungsmembran läuft und durch die perforierten Abschnitte zum Feuchtigkeitsspeicher gelangt. Es wird somit auf besonders einfache Weise eine gleichmäßige Verteilung der Flüssigkeit im Feuchtigkeitsspeicher erreicht. Da die Einlassöffnung oben angeordnet ist, wird zudem eine gute Durchströmung des jeweiligen Kühlkanals mit der durch die Verdunstungskühlung im Verlauf des Kühlkanals zunehmend kälteren Luft erreicht, da die kältere Luft von selbst absinkt. Dadurch wird insbesondere ein Luftstau im jeweiligen Kühlkanal vermieden. Zudem wird dadurch sichergestellt, dass im Bereich der Einlassöffnung eine besonders starke Verdunstung durch die dann noch sehr warme Luft erfolgt. Dadurch wird ein Feuchtigkeitstau in diesem Bereich des Feuchtigkeitsspeichers, zu welchem die eingefüllte Flüssigkeit zuerst gelangt und welcher dadurch besonders feucht ist, vermieden.
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Alternativ kann beispielsweise vorgesehen sein, dass bei der als Kühltextil oder Sitz ausgebildeten Kühleinheit und dem daran vorteilhafterweise vertikal oder zumindest im Wesentlichen vertikal ausgerichteten mindestens einen oder jeweiligen Kühlkanal, die Einlassöffnung unten und die Auslassöffnung oben ist. Insbesondere ist der mindestens eine Kühlkanal oder der jeweilige Kühlkanal dann derart ausgerichtet, dass die Einlassöffnung unterhalb der Auslassöffnung positioniert ist und vorteilhafterweise einen Höhenabstand zur Auslassöffnung aufweist, welcher vorteilhafterweise, zumindest im Wesentlichen, der Länge des Kühlkanals oder zumindest dem überwiegenden Teil der Länge des Kühlkanals entspricht. Auch dadurch wird der besondere Vorteil erreicht, dass zur Verteilung der, insbesondere über den Flüssigkeitseinlass der Befeuchtungsmembran, eingefüllten Flüssigkeit die Schwerkraft verwendet wird, wodurch die Flüssigkeit entlang der Befeuchtungskanalstruktur der Befeuchtungsmembran läuft und durch die perforierten Abschnitte zum Feuchtigkeitsspeicher gelangt. Insbesondere in diesem Fall ist der Flüssigkeitseinlass der Befeuchtungskanalstruktur vorteilhafterweise an der Auslassöffnung angeordnet und die Befeuchtungskanalstruktur ist vorteilhafterweise an der Einlassöffnung verschlossen. Auch dadurch wird auf besonders einfache Weise eine gleichmäßige Verteilung der Flüssigkeit im Feuchtigkeitsspeicher erreicht.
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Bei der als Kühltextil, insbesondere Kühlweste, ausgebildeten Kühleinheit bedeckt der Kühlkanal oder der jeweilige Kühlkanal nur einen Teilbereich des Kühltextils. Beispielsweise sind mehrere Kühlkanäle vorgesehen, zum Beispiel mehrere Kühlkanäle derselben Kühlvorrichtung oder mehrere Kühlvorrichtungen mit jeweils einem Kühlkanal. Die Kühlkanäle sind dabei zueinander beabstandet angeordnet. Auf diese Weise wird zwischen den Kühlkanälen hindurch eine Luft- und/oder Flüssigkeitszirkulation durch das Kühltextil hindurch ermöglicht, um beispielsweise Körperflüssigkeit der das Kühltextil tragenden Person nach außen abführen zu können. Aufgrund der umfangsseitig flüssigkeitsdichten Ausbildung des jeweiligen Kühlkanals ist dies im Bereich des jeweiligen Kühlkanals nicht möglich.
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Bei der als Kühltextil, insbesondere Kühlweste, ausgebildeten Kühleinheit ist der mindestens eine oder der jeweilige Kühlkanal vorteilhafterweise an einer zur die Kühleinheit tragenden Person zugewandten Innenseite oder zwischen einer Innentextillage und einer Außentextillage des zweilagigen Kühltextils angeordnet. Dadurch wird eine optimierte Kühlung der Person erreicht und ein Kälteverlust in die Umgebung wird minimiert. Diese Anordnung an der Innenseite oder zwischen den Textillagen wird insbesondere durch die umfangsseitig flüssigkeitsdichte Ausbildung des mindestens einen oder des jeweiligen Kühlkanals ermöglicht, da auf diese Weise keine Feuchtigkeit aus dem mindestens einen oder jeweiligen Kühlkanal an die Person gelangen kann. Eine zusätzliche flüssigkeitsdichte Abschirmung des mindestens einen oder des jeweiligen Kühlkanals in Richtung der Person durch das Kühltextil, d. h. durch Textilschichten des Kühltextils, ist daher nicht erforderlich. Dadurch wird es ermöglicht, beispielsweise ein herkömmliches, insbesondere nicht flüssigkeitsdichtes und beispielsweise atmungsaktives, Textilstück, beispielsweise eine herkömmliche Weste, zu verwenden und daran eine oder mehrere Kühlvorrichtungen anzuordnen, um auf diese Weise die Kühleinheit auszubilden. Dies hat den Vorteil, dass die Atmungsaktivität zwischen den zueinander beabstandeten Kühlkanälen erhalten bleibt, im Gegensatz zu einem Kühltextil mit einer vollflächig oder über einen wesentlichen Bereich des Kühltextils geschlossen wirkenden Kühlfunktion, da hier dann entweder eine entsprechend vollflächige oder über den wesentlichen Bereich flüssigkeitsdichte Ausbildung des Kühltextils erforderlich wäre und somit keine Atmungsaktivität des Kühltextils möglich wäre, oder eine unangenehme Befeuchtung der das Kühltextil tragenden Person nicht vermeidbar wäre.
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Vorteilhafterweise ist das beispielsweise als Kühlweste ausgebildete Kühltextil derart ausgebildet, dass sowohl die Einlassöffnung als auch die Auslassöffnung des mindestens einen oder des jeweiligen Kühlkanals mit einer äußeren Umgebung, insbesondere mit der Umgebungsluft, in fluidischer Verbindung stehen, beispielsweise indem sowohl die Einlassöffnung als auch die Auslassöffnung des mindestens einen oder des jeweiligen Kühlkanals an einer Außenseite des beispielsweise als Kühlweste ausgebildeten Kühltextils angeordnet sind, oder indem die Einlassöffnung des mindestens einen oder des jeweiligen Kühlkanals an der Außenseite des beispielsweise als Kühlweste ausgebildeten Kühltextils angeordnet ist und die Auslassöffnung zwischen den beiden Textillagen des zweilagig ausgebildeten Kühltextils angeordnet ist und das beispielsweise als Kühlweste ausgebildete Kühltextil in seiner Außentextillage zumindest eine Auslassöffnung oder mehrere Auslassöffnungen aufweist, so dass die Luft durch den jeweiligen Kühlkanal hindurchströmen, aus dessen Auslassöffnung zwischen die beiden Textillagen strömen und aus der j eweiligen Auslassöffnung der Außentextillage nach außen ausströmen kann. Alternativ oder zusätzlich kann die fluidische Verbindung mit der äußeren Umgebung, insbesondere der Umgebungsluft, beispielsweise erreicht werden, indem die Auslassöffnung des mindestens einen oder des jeweiligen Kühlkanals an der Außenseite des beispielsweise als Kühlweste ausgebildeten Kühltextils angeordnet ist und die Einlassöffnung zwischen den beiden Textillagen des zweilagig ausgebildeten Kühltextils angeordnet ist und das beispielsweise als Kühlweste ausgebildete Kühltextil in seiner Außentextillage zumindest eine Einlassöffnung oder mehrere Einlassöffnungen aufweist, so dass die Luft durch die jeweilige Einlassöffnung der Außentextillage hindurch zwischen die beiden Textillagen einströmen, durch die Einlassöffnung in den Kühlkanal einströmen und durch diesen hindurchströmen und aus dessen Auslassöffnung nach außen ausströmen kann. Alternativ oder zusätzlich kann die fluidische Verbindung mit der äußeren Umgebung, insbesondere der Umgebungsluft, beispielsweise erreicht werden, indem sowohl die Auslassöffnung als auch die Einlassöffnung des mindestens einen oder jeweiligen Kühlkanals zwischen den beiden Textillagen des zweilagig ausgebildeten Kühltextils angeordnet ist und das beispielsweise als Kühlweste ausgebildete Kühltextil in seiner Außentextillage zumindest eine oder mehrere Einlassöffnungen und zumindest eine oder mehrere Auslassöffnungen aufweist, so dass die Luft durch die jeweilige Einlassöffnung der Außentextillage hindurch zwischen die beiden Textillagen einströmen, durch die Einlassöffnung in den Kühlkanal einströmen und durch diesen hindurchströmen, aus dessen Auslassöffnung zwischen die beiden Textillagen strömen und aus der jeweiligen Auslassöffnung der Außentextillage nach außen ausströmen kann.
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Bei der als Kühltextil, insbesondere Kühlweste, ausgebildeten Kühleinheit kann die Kühlvorrichtung oder die jeweilige Kühlvorrichtung, insbesondere der mindestens eine oder der jeweilige Kühlkanal, beispielsweise nachträglich angebracht werden oder sein, d. h. es kann beispielsweise ein herkömmliches Textilstück, zum Beispiel eine Weste oder Jacke, auf einfache Weise durch Anbringen der mindestens einen oder jeweiligen Kühlvorrichtung, insbesondere des mindestens einen oder des jeweiligen Kühlkanals, als Kühltextil ausgebildet werden. Das Anbringen an dem Textilstück kann beispielsweise formschlüssig und/oder stoffschlüssig erfolgen, beispielsweise nicht zerstörungsfrei lösbar oder zerstörungsfrei wieder lösbar, zum Beispiel durch Vernähen und/oder Verkleben mit dem Textilstück oder mittels Reißverschluss und/oder Klettverschluss. Das Anbringen mittels Reißverschluss und/oder Klettverschluss hat den besonderen Vorteil, dass das Textilstück, wenn die Kühlfunktion nicht benötigt wird, auch ohne die Kühlvorrichtung oder die jeweilige Kühlvorrichtung getragen werden kann, indem sie dann vom Textilstück zerstörungsfrei wieder entfernt wird und zu einem späteren Zeitpunkt, wenn die Kühlfunktion wieder benötigt wird, wieder angebracht werden kann.
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Die als Raumkühleinheit ausgebildete Kühleinheit ist vorteilhafterweise als eine Raumdeckenkühleinheit zur Anordnung an einer Decke des Raums ausgebildet. Dadurch wird eine besonders effektive Kühlung des Raums erreicht, da warme Luft des Raums in Richtung der Decke des Raums aufsteigt, an der als Raumdeckenkühleinheit ausgebildeten Kühleinheit, insbesondere an deren einem oder mehreren Kühlkanälen, abkühlt und wieder absinkt, so dass die Luft in einem unteren Bereich des Raums, in welchem sich Personen aufhalten, entsprechend abgekühlt ist. Der mindestens eine Kühlkanal oder der j eweilige Kühlkanal ist bei der an der Decke des Raums angeordneter Kühleinheit horizontal oder zumindest im Wesentlichen horizontal ausgerichtet.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert. Darin zeigen:
- 1 schematisch eine Längsschnittdarstellung einer Kühlvorrichtung,
- 2 schematisch eine Draufsicht auf eine Befeuchtungsmembran der Kühlvorrichtung,
- 3 schematisch eine Vorderansicht einer als Kühltextil, insbesondere Kühlweste, ausgebildeten Kühleinheit,
- 4 schematisch eine Rückseitenansicht der als Kühltextil, insbesondere Kühlweste, ausgebildeten Kühleinheit, und
- 5 schematisch eine Kühlvorrichtung der als Kühltextil, insbesondere Kühlweste, ausgebildeten Kühleinheit in einer Draufsicht auf eine Breitseite eines Kühlkanals der Kühlvorrichtung.
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Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
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1 zeigt eine schematische Längsschnittdarstellung einer Ausführungsform einer Kühlvorrichtung 1. Die hier dargestellte Kühlvorrichtung 1 ermöglicht eine aktive Verdunstungskühlung.
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Die Kühlvorrichtung 1 umfasst im dargestellten Beispiel einen Kühlkanal 2. Dieser Kühlkanal 2 ist ein längliches Gebilde. Eine Länge des Kühlkanals 2 ist somit um ein Mehrfaches, insbesondere um ein vielfaches, größer als eine Breite und eine Höhe des Kühlkanals 2. Beispielsweise ist seine Länge mindestens um ein Dreifaches größer als seine Breite und/oder als seine Höhe.
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Der Kühlkanal 2 ist umfangsseitig flüssigkeitsdicht geschlossen. Eine Außenhülle des Kühlkanals 2 ist aus einer flüssigkeitsdichten Polymerfolie 3 ausgebildet. Insbesondere dadurch ist der Kühlkanal 2 umfangsseitig flüssigkeitsdicht geschlossen.
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Der Kühlkanal 2 weist an einem stirnseitigen Ende eine Einlassöffnung 4 und am anderen stirnseitigen Ende eine Auslassöffnung 5 auf. Die Einlassöffnung 4 ist insbesondere zum Einleiten von Umgebungsluft in den Kühlkanal 2 vorgesehen, welche den Kühlkanal 2 durchströmt und an seiner Auslassöffnung 5 ausströmt.
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Im Kühlkanal 2 ist ein Trägertextil 6 zur Querschnittsstabilisierung des Kühlkanals 2 angeordnet, um den Querschnitt des Kühlkanals 2 aufrechtzuerhalten, d. h. ein Zusammenfallen oder Zusammendrücken des Kühlkanals 2 zu verhindern, so dass die Durchströmbarkeit des Kühlkanals 2 mit Luft stets sichergestellt ist.
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Im dargestellten Beispiel ist an gegenüberliegenden Umfangsseiten, hier an gegenüberliegenden Breitseiten, des Kühlkanals 2 an der Innenseite der Polymerfolie 3 jeweils eine abschnittsweise perforierte und mit unperforierten Abschnitten 7 mit der Polymerfolie 3 verschweißte Befeuchtungsmembran 8 und an der Innenseite der jeweiligen Befeuchtungsmembran 8 ein als Vlies, insbesondere als ein Superabsorbervlies, ausgebildeter Feuchtigkeitsspeicher 9 angeordnet.
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Das Trägertextil 6 ist zwischen den beiden Feuchtigkeitsspeichern 9, an deren jeweiliger Innenseite anliegend, angeordnet.
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In einer anderen Ausführungsform kann beispielsweise vorgesehen sein, dass sich die Befeuchtungsmembran 8 und der Feuchtigkeitsspeicher 9 jeweils über den gesamten Umfang des Kühlkanals 2 erstreckt, d. h. es ist dann über den gesamten Umfang des Kühlkanals 2 an der Innenseite der Polymerfolie 3 die abschnittsweise perforierte und mit unperforierten Abschnitten 7 mit der Polymerfolie 3 verschweißte Befeuchtungsmembran 8 angeordnet und an der Innenseite der Befeuchtungsmembran 8 ist, ebenfalls über den gesamten Umfang des Kühlkanals 2, der Feuchtigkeitsspeicher 9 angeordnet. Das Trägertextil 6 ist dann im verbleibenden Innenraum des Kühlkanals 2 angeordnet und liegt an der Innenseite des Feuchtigkeitsspeichers 9 an.
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In einer anderen Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass nur an einer Umfangsseite, insbesondere Breitseite, des Kühlkanals 2 an der Innenseite der Polymerfolie 3 eine abschnittsweise perforierte und mit unperforierten Abschnitten 7 mit der Polymerfolie 3 verschweißte Befeuchtungsmembran 8 und an der Innenseite der Befeuchtungsmembran 8 ein Feuchtigkeitsspeicher 9 angeordnet ist. Das Trägertextil 6 ist dann an der Innenseite des Feuchtigkeitsspeichers 9 anliegend angeordnet.
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In jeder Ausführungsform ist an der Einlassöffnung 4 des Kühlkanals 2 ein elektrisch angetriebener Ventilator 10 zum Einleiten von Umgebungsluft über die Einlassöffnung 4 in den Kühlkanal 2 angeordnet.
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2 zeigt die Befeuchtungsmembran 8 in Draufsicht. Sie ist derart perforiert und mit den unperforierten Abschnitten 7 derart mit der Polymerfolie 3 verschweißt, dass zwischen der Befeuchtungsmembran 8 und der Polymerfolie 3 eine Befeuchtungskanalstruktur 11 entlang des Kühlkanals 2 von dessen Einlassöffnung 4 in Richtung zu dessen Auslassöffnung 5 ausgebildet ist, wobei ein Flüssigkeitseinlass 12 der Befeuchtungskanalstruktur 11 an der Einlassöffnung 4 angeordnet ist und wobei die Befeuchtungskanalstruktur 11 an der Auslassöffnung 5 verschlossen ist, wie hier dargestellt durch einen unperforierten Abschnitt 7 über die gesamte Breite der Befeuchtungsmembran 8. Die Flüssigkeit wird somit über den Flüssigkeitseinlass 12 der Befeuchtungsmembran 8 eingefüllt und über deren Befeuchtungskanalstruktur 11 entlang des Kühlkanals 2 und somit entlang des Feuchtigkeitsspeichers 9 verteilt und dringt durch die perforierten Abschnitte der Befeuchtungsmembran 8, welche zwischen den unperforierten Abschnitten 7 positioniert sind, hindurch in den Feuchtigkeitsspeicher 9 ein. Dadurch wird auf besonders vorteilhafte Weise eine gleichmäßige Verteilung der Flüssigkeit und somit eine gleichmäßige Befeuchtung des Feuchtigkeitsspeichers 9 erreicht.
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Die 3 und 4 zeigen eine als Kühltextil in Form einer Kühlweste ausgebildete Kühleinheit 13 mit einer Mehrzahl der oben beschriebenen Kühlvorrichtungen 1. 3 zeigt eine Vorderansicht und 4 eine Rückansicht dieser Kühleinheit 13. Wie hier dargestellt, umfasst diese als Kühlweste ausgebildete Kühleinheit 13 an ihrer Rückseite eine Kühlvorrichtung 1 mit einem Kühlkanal 2 und an ihrer Vorderseite nebeneinander und zueinander beabstandet zwei Kühlvorrichtungen 1 mit jeweils einem Kühlkanal 2.
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Durch eine solche Kühleinheit 13 wird eine aktive Kühlung einer diese Kühleinheit 13 tragenden Person durch Verdunstungskühlung erreicht, wobei besonders vorteilhaft ist, dass die Feuchtigkeit, welche für diese Verdunstungskühlung verwendet wird, nicht an die Person gelangt, d. h. die Person wird dadurch nicht befeuchtet, sondern nur gekühlt. Dies wird durch die umfangsseitig flüssigkeitsdichte Ausbildung des jeweiligen Kühlkanals 2 sichergestellt. Dadurch wird somit eine feuchte Bekleidung, welche unangenehm zu tragen ist, vermieden. Die aktive Kühlung wird durch den Ventilator 10 an der Einlassöffnung 4 des jeweiligen Kühlkanals 2 sichergestellt, da auf diese Weise aktiv Luft aus der Umgebung durch den jeweiligen Kühlkanal 2 hindurchgeleitet wird, wodurch die Verdunstung und somit die daraus resultierende Verdunstungskühlung im Vergleich zu einer passiven Verdunstungskühlung, d. h. ohne einen durch den Ventilator 10 angetriebenen Luftstrom, erheblich verstärkt wird.
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Diese als Kühltextil, insbesondere Kühlweste, ausgebildete Kühleinheit 13 kann beispielsweise von einer an einem Hochofen arbeitenden Person getragen werden, um eine mögliche Arbeitszeit am Hochofen dadurch erheblich zu verlängern. Beispielsweise ist ohne die Kühlung durch diese Kühleinheit 13 aufgrund der hohen Temperaturen nur eine Arbeitszeit von maximal 15 Minuten möglich. Die Kühleinheit 13 ermöglicht aufgrund der gleichmäßigen Verdunstung der Flüssigkeit aus dem jeweiligen Feuchtigkeitsspeicher 9 beispielsweise eine Einsatzzeit der Kühleinheit 13 und somit eine Kühlwirkung auf die Person von acht Stunden, so dass eine wesentlich längere Arbeitszeit, beispielsweise von acht Stunden, der mittels der Kühleinheit 13 gekühlten Person auch bei hohen Temperaturen ermöglicht wird. Alternativ kann die als Kühltextil, insbesondere als Kühlweste, ausgebildete Kühleinheit 13 beispielsweise auch für Motorradfahrer vorgesehen sein. Dadurch wird auch in solchen Anwendungsfällen, bei denen eine Kühlung mittels einer herkömmlichen Klimaanlage nicht möglich ist, eine Kühlung der jeweiligen Person ermöglicht.
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Bei dieser als Kühltextil, insbesondere Kühlweste, ausgebildeten Kühleinheit 13 ist der jeweilige Kühlkanal 2 vertikal oder zumindest im Wesentlichen vertikal ausgerichtet, wobei die Einlassöffnung 4 oben und die Auslassöffnung 5 unten ist. Der jeweilige Kühlkanal 2 ist somit derart ausgerichtet, dass die Auslassöffnung 5 unterhalb der Einlassöffnung 4 positioniert ist und einen Höhenabstand zur Einlassöffnung 4 aufweist, welcher einer Länge des Kühlkanals 2 oder zumindest einem überwiegenden Teil der Länge des Kühlkanals 2 entspricht.
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Dadurch wird der besondere Vorteil erreicht, dass zur Verteilung der, insbesondere über den Flüssigkeitseinlass 12 der Befeuchtungsmembran 8, eingefüllten Flüssigkeit die Schwerkraft verwendet wird, wodurch die Flüssigkeit entlang der Befeuchtungskanalstruktur 11 der Befeuchtungsmembran 8 läuft und durch die perforierten Abschnitte zum Feuchtigkeitsspeicher 9 gelangt. Es wird somit auf besonders einfache Weise eine gleichmäßige Verteilung der Flüssigkeit im Feuchtigkeitsspeicher 9 erreicht. Da die Einlassöffnung 4 oben angeordnet ist, wird zudem eine gute Durchströmung des Kühlkanals 2 mit der durch die Verdunstungskühlung im Verlauf des Kühlkanals 2 zunehmend kälteren Luft erreicht, da die kältere Luft von selbst absinkt. Dadurch wird insbesondere ein Luftstau im jeweiligen Kühlkanal 2 vermieden. Zudem wird dadurch sichergestellt, dass im Bereich der Einlassöffnung 4 eine besonders starke Verdunstung durch die dann noch sehr warme Luft erfolgt. Dadurch wird ein Feuchtigkeitstau in diesem Bereich des Feuchtigkeitsspeichers 9, zu welchem die eingefüllte Flüssigkeit zuerst gelangt und welcher dadurch besonders feucht ist, vermieden.
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Bei der als Kühltextil, insbesondere Kühlweste, ausgebildeten Kühleinheit 13 bedeckt der jeweilige Kühlkanal 2 nur einen Teilbereich des Kühltextils, wie in den 3 und 4 gezeigt. Es sind mehrere Kühlkanäle 2 vorgesehen, zum Beispiel mehrere Kühlkanäle 2 derselben Kühlvorrichtung 1 oder, wie hier dargestellt, mehrere Kühlvorrichtungen 1 mit j eweils einem Kühlkanal 2. Die Kühlkanäle 2 sind dabei zueinander beabstandet angeordnet. Auf diese Weise wird zwischen den Kühlkanälen 2 hindurch eine Luft- und/oder Flüssigkeitszirkulation durch das Kühltextil hindurch ermöglicht, um beispielsweise Körperflüssigkeit der das Kühltextil tragenden Person nach außen abführen zu können. D. h. zwischen den Kühlkanälen 2 kann eine Atmungsaktivität des Kühltextils sichergestellt werden. Aufgrund der umfangsseitig flüssigkeitsdichten Ausbildung des jeweiligen Kühlkanals 2 ist dies im Bereich des jeweiligen Kühlkanals 2 nicht möglich.
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Bei der hier dargestellten als Kühltextil, insbesondere Kühlweste, ausgebildeten Kühleinheit 13 ist der jeweilige Kühlkanal 2 vorteilhafterweise an einer zur die Kühleinheit 13 tragenden Person zugewandten Innenseite oder, wie im dargestellten Beispiel gezeigt, zwischen einer Innentextillage 14 und einer Außentextillage 15 des in diesem Beispiel zweilagigen Kühltextils angeordnet. Dadurch wird eine optimierte Kühlung der Person erreicht und ein Kälteverlust in die Umgebung wird minimiert. Diese Anordnung an der Innenseite oder zwischen den Textillagen 14, 15 wird insbesondere durch die umfangsseitig flüssigkeitsdichte Ausbildung des jeweiligen Kühlkanals 2 ermöglicht, da auf diese Weise keine Feuchtigkeit aus dem jeweiligen Kühlkanal 2 an die Person gelangen kann. Eine zusätzliche flüssigkeitsdichte Abschirmung des jeweiligen Kühlkanals 2 in Richtung der Person durch das Kühltextil, d. h. durch Textilschichten des Kühltextils, ist daher nicht erforderlich. Dadurch wird es ermöglicht, beispielsweise ein herkömmliches, insbesondere nicht flüssigkeitsdichtes und beispielsweise atmungsaktives, Textilstück, beispielsweise eine herkömmliche Weste, zu verwenden und daran eine oder, wie im dargestellten Beispiel, mehrere Kühlvorrichtungen 1 anzuordnen, um auf diese Weise die Kühleinheit 13 auszubilden. Dies hat den bereits oben beschriebenen Vorteil, dass die Atmungsaktivität zwischen den zueinander beabstandeten Kühlkanälen 2 erhalten bleibt, im Gegensatz zu einem Kühltextil mit einer vollflächig oder über einen wesentlichen Bereich des Kühltextils geschlossen wirkenden Kühlfunktion, da hier dann entweder eine entsprechend vollflächige oder über den wesentlichen Bereich flüssigkeitsdichte Ausbildung des Kühltextils erforderlich wäre und somit keine Atmungsaktivität des Kühltextils möglich wäre, oder eine unangenehme Befeuchtung der das Kühltextil tragenden Person nicht vermeidbar wäre.
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Vorteilhafterweise ist dabei das als Kühlweste ausgebildete Kühltextil derart ausgebildet, dass sowohl die Einlassöffnung 4 als auch die Auslassöffnung 5 des jeweiligen Kühlkanals 2 mit einer äußeren Umgebung, insbesondere mit der Umgebungsluft, in fluidischer Verbindung stehen, beispielsweise indem sowohl die Einlassöffnung 4 als auch die Auslassöffnung 5 des jeweiligen Kühlkanals 2 an einer Außenseite des als Kühlweste ausgebildeten Kühltextils angeordnet sind, oder, wie im hier dargestellten Beispiel, indem die Einlassöffnung 4 des jeweiligen Kühlkanals 2 an der Außenseite des als Kühlweste ausgebildeten Kühltextils angeordnet ist und die Auslassöffnung 5 zwischen den beiden Textillagen 14, 15 des in diesem Beispiel zweilagigen Kühltextils angeordnet ist und das als Kühlweste ausgebildete Kühltextil in seiner Außentextillage 15 mindestens eine Auslassöffnung 16 oder, wie hier dargestellt, mehrere Auslassöffnungen 16 aufweist, so dass die Luft durch den j eweiligen Kühlkanal 2 hindurchströmen, aus dessen Auslassöffnung 5 zwischen die beiden Textillagen 14, 15 strömen und aus der jeweiligen Auslassöffnung 16 der Außentextillage 15 nach außen ausströmen kann. Dadurch wird eine zusätzliche Kaltluftdurchströmung zwischen den beiden Textillagen 14, 15 erreicht und gleichzeitig wird Feuchtigkeit in Richtung der das Kühltextil tragenden Person vermieden, da die aus dem j eweiligen Kühlkanal 2 ausströmende Luft nicht direkt an die Person gelangt.
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Bei der als Kühltextil, insbesondere Kühlweste, ausgebildeten Kühleinheit 13 kann die jeweilige Kühlvorrichtung 1, insbesondere der jeweilige Kühlkanal 2, beispielsweise nachträglich angebracht werden oder sein, d. h. es kann beispielsweise ein herkömmliches, beispielsweise auch atmungsaktives, Textilstück, zum Beispiel eine Weste oder Jacke, auf einfache Weise durch Anbringen der jeweiligen Kühlvorrichtung 1, insbesondere des jeweiligen Kühlkanals 2, als Kühltextil ausgebildet werden. Das Anbringen an dem Textilstück kann beispielsweise formschlüssig und/oder stoffschlüssig erfolgen, beispielsweise nicht zerstörungsfrei lösbar oder zerstörungsfrei wieder lösbar, zum Beispiel durch Vernähen und/oder Verkleben mit dem Textilstück oder mittels Reißverschluss und/oder Klettverschluss. Das Anbringen mittels Reißverschluss und/oder Klettverschluss hat den besonderen Vorteil, dass das Textilstück, wenn die Kühlfunktion nicht benötigt wird, auch ohne die jeweilige Kühlvorrichtung 1 getragen werden kann, indem sie dann vom Textilstück zerstörungsfrei wieder entfernt wird und zu einem späteren Zeitpunkt, wenn die Kühlfunktion wieder benötigt wird, wieder angebracht werden kann.
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5 zeigt eine der Kühlvorrichtungen 1 der als Kühltextil, insbesondere Kühlweste, ausgebildeten Kühleinheit 13 in einer Draufsicht auf eine Breitseite des Kühlkanals 2. Hier wird auch die Dimensionierung des Kühlkanals 2 als längliches Gebilde deutlich. Der Kühlkanal 2 weist beispielsweise eine Breite von 10 cm und eine Länge inklusive des Ventilators 10 von 39 cm auf, d. h. die Länge des Kühlkanals 2 ist wesentlich größer als seine Breite.
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Wird die Kühlweste beispielsweise zur Kühlung einer am Hochofen arbeitenden Person getragen, so kann die Person darüber beispielsweise eine aluminiumbeschichtete Schutzjacke tragen. Diese Schutzjacke weist vorteilhafterweise Öffnungen auf, um den Lufteinlass in den jeweiligen Kühlkanal 2 und den Luftauslass aus dem jeweiligen Kühlkanal 2 der darunter getragenen Kühlweste zu ermöglichen. Diese Öffnungen sind vorteilhafterweise mit Klappen abgedeckt, um zwar eine Luftströmung zu ermöglichen, aber eine direkte Hitzeeinstrahlung zu vermeiden.
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Die hier beschriebene und dargestellte Lösung ermöglicht eine Kühlung einer Umgebung des jeweiligen Kühlkanals 2 und somit im Ausführungsbeispiel des als Kühlweste ausgebildeten Kühltextils eine Kühlung der dieses Kühltextil tragenden Person durch Verdunstungskühlung, wobei die Verdunstung ausschließlich im Inneren des jeweiligen Kühlkanals 2 erfolgt, d. h. es gelangt keine Feuchtigkeit aus dem jeweiligen Kühlkanal 2 in dessen Umgebung, insbesondere nicht über dessen Umfang, da der Kühlkanal 2 umfangsseitig flüssigkeitsdicht ausgebildet ist.
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Die Verdunstungskühlung wird ermöglicht, indem Flüssigkeit, insbesondere Wasser, über die Befeuchtungsmembran 8 zum Feuchtigkeitsspeicher 9 geleitet wird. Sie fließt dabei über die perforierten Abschnitte der Befeuchtungsmembran 8 in den Feuchtigkeitsspeicher 9. Im Feuchtigkeitsspeicher 9 wird diese Flüssigkeit gespeichert und verdunstet durch einen Luftstrom der mittels des Ventilators 10 in den Kühlkanal 2 einströmenden und diesen durchströmenden Umgebungsluft, wobei diese Umgebungsluft während des Durchströmens des Kühlkanals 2 an diesem Feuchtigkeitsspeicher 9 vorbeiströmt. Durch diese Verdunstung wird Kälte erzeugt, d. h. eine Temperaturreduzierung, wodurch der Kühlkanal 2 kälter wird als seine Umgebung und somit seine Umgebung kühlt.
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Der Umfang des jeweiligen Kühlkanals 2 bildet somit eine Kühlfläche zur Kühlung der Umgebung des jeweiligen Kühlkanals 2. Für einen ausreichenden Luftstrom durch den jeweiligen Kühlkanal 2 hindurch ist nur eine relativ geringe Leistung des jeweiligen Ventilators 10 erforderlich, beispielsweise ist bereits eine elektrische Antriebsleistung von 1,5 W ausreichend. Zur elektrischen Energieversorgung des jeweiligen Ventilators 10 ist beispielsweise eine Batterie oder ein Akkumulator, d. h. eine wiederaufladbare Batterie, vorgesehen. Je nach Anwendungsfall kann der Ventilator 10, alternativ oder zusätzlich, beispielsweise einen Netzanschluss zum Anschluss an ein elektrisches Energieversorgungsnetz aufweisen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Kühlvorrichtung
- 2
- Kühlkanal
- 3
- Polymerfolie
- 4
- Einlassöffnung
- 5
- Auslassöffnung
- 6
- Trägertextil
- 7
- unperforierter Abschnitt
- 8
- Befeuchtungsmembran
- 9
- Feuchtigkeitsspeicher
- 10
- Ventilator
- 11
- Befeuchtungskanalstruktur
- 12
- Flüssigkeitseinlass
- 13
- Kühleinheit
- 14
- Innentextillage
- 15
- Außentextillage
- 16
- Auslassöffnung
