DE202011102923U1 - Vorrichtung zum thermoelektrischen Temperieren insbesondere eines Schaltschranks - Google Patents

Vorrichtung zum thermoelektrischen Temperieren insbesondere eines Schaltschranks Download PDF

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Abstract

Vorrichtung (1) zum thermoelektrischen Temperieren eines Gegenstandes, Gehäuses oder eines Schaltschranks mit Peltier-Elementen (2), die sowohl auf ihrer warmen als auch auf ihrer kalten Seite Wärmetauscherelemente (3, 4) haben, wobei wenigstens zwei parallele Lagen solcher Peltier-Elemente (2) vorgesehen sind und die Wärmetauscherelemente (3) mit übereinstimmender Erwärmung oder Abkühlung einander zugewandt und die anderen Wärmetauscherelemente (4) voneinander abgewandt angeordnet und jeweils mit Luft durchströmbar oder durchströmt sind, wobei Strömungswege der unterschiedlich temperierten Luft an ihren Austritten aus den Wärmetauscherelementen (3, 4) insbesondere durch Trennwände (5) oder Kanäle voneinander getrennt sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Strömungsweg für die durch einander zugewandte Wärmetauscherelemente (3) geleitete Luft und die Strömungswege für die durch voneinander abgewandte Wärmetauscherelemente (4) geleitete Luft quer oder rechtwinkelig zueinander angeordnet sind.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum thermoelektrischen Temperieren eines Gegenstandes, eines Gehäuses oder eines Schaltschranks mit Peltier-Elementen, die sowohl auf ihrer warmen als auch auf ihrer kalten Seite Wärmetauscherelemente haben, wobei wenigstens zwei parallele Lagen solcher Peltier-Elemente vorgesehen sind und die Wärmetauscherelemente mit übereinstimmender Erwärmung oder Abkühlung einander zugewandt und die anderen Wärmetauscherelemente von einander abgewandt angeordnet und jeweils mit Luft durchströmbar oder durchströmt sind, wobei die Strömungswege der unterschiedlich temperierten Luft an ihren Austritten aus den Wärmetauscherelementen insbesondere durch Trennwände oder Kanäle voneinander getrennt sind.
  • Eine derartige Temperiervorrichtung ist vor allem für Schaltschränke bekannt. Dabei wird ausgenutzt, dass die Peltier-Elemente durch elektrischen Strom eine Kühlung bewirken können, wobei die auf der kalten Seite der Peltier-Elemente befindlichen kalten Wärmetauscherelemente mit Luft durchströmt werden können, um dadurch die gewünschte Kühlluft zu gewinnen, während die warmen Wärmetauscherelemente mit Luft durchströmt werden, um die Abwärme abzuführen.
  • Bei paralleler Anordnung der Strömungswege ergibt sich, dass die kalte Luftströmung und die warme Luftströmung an den Austrittsöffnungen der Peltier-Elemente eine übereinstimmende Richtung haben, also durch aufwändige Einbauten auseinander gehalten werden müssen. Derartige Einbauten oder auch Formteile für eine entsprechende Luftführung erfordert einen relativ großen Platzbedarf. Darüber hinaus ergibt dies eine aufwändige Herstellung und Montage, weil entsprechende besondere Teile angefertigt und montiert werden müssen, um die unterschiedlich erwärmten beziehungsweise gekühlten Luftströmungen voneinander trennen und fernhalten zu können.
  • Es besteht deshalb die Aufgabe, eine Vorrichtung der eingangs definierten Art zu schaffen, bei welcher trotz unterschiedlich warmer oder kalter Luftströme eine platzsparende und einfache Trennung der kalten von der warmen Luft mit preiswerten Trennelementen möglich ist.
  • Zur Lösung dieser scheinbar widersprüchlichen Aufgabe ist die eingangs definierte Vorrichtung dadurch gekennzeichnet, dass der Strömungsweg für die durch einander zugewandte Wärmetauscherelemente geleitete Luft und die Strömungswege für die durch voneinander abgewandte Wärmetauscherelemente geleitete Luft – wie auch die Wärmetauscherelemente selbst – quer oder rechtwinklig zueinander angeordnet sind.
  • Die Strömungswege der unterschiedlich temperierten Luftströme sind also innerhalb der Vorrichtung und den Peltier-Elementen von vornherein durch ihre unterschiedlichen Richtungen und die entsprechend orientierten Wärmetauscherelemente getrennt, sodass sowohl die Zufuhr als auch die Abfuhr dieser Luftströme relativ einfach und praktisch ohne Beeinflussung des jeweils anderen Luftstromes oder Strömungsweges erfolgen kann.
  • Es ist also wesentlich einfacher, die unterschiedlichen Luftströme und dabei vor allem auch den doppelten Luftstrom für die voneinander abgewandten Wärmetauscherelemente unabhängig von dem Luftstrom anderer Temperatur zu führen, weil die Luftströme unterschiedlicher Temperatur von vornherein durch ihre unterschiedlichen Richtungen voneinander getrennt sind und sowohl ihre Eintrittsöffnungen als auch ihre Austrittsöffnungen aus dem Peltier-Element durch die gegenseitige unterschiedliche winklige Anordnung voneinander beabstandet oder getrennt sind.
  • Eine zweckmäßige Ausführungsform kann dabei vorsehen, dass die Eintrittsöffnungen und die Austrittsöffnungen der Strömungswege oder Strömungskanäle für die durch die Peltier-Elemente unterschiedlich temperierten Luftströme in Umfangsrichtung der Vorrichtung oder der Peltier-Elemente – in etwa horizontaler Richtung – zueinander beabstandet, insbesondere um etwa 90 Grad voneinander versetzt sind. Auf diese Weise können die Zufuhren oder Kanäle oder Führungen für die Strömungswege einerseits und die unterschiedlich temperierten Luftströmungen andererseits mit relativ wenig Aufwand voneinander getrennt sein und bleiben, ohne dass aufwendige Einbauten, Schikanen, Röhren oder Kanäle aufeinander abgestimmt werden müssen.
  • Die Peltier-Elemente können jeweils quadratisch, gegebenenfalls rechteckig oder gerundet oder rund, geformt oder zusammengesetzt und parallel zueinander mit Abstand flächenbündig angeordnet sein und übereinstimmende Flächen überdecken, wobei ihre Ränder jeweils parallel zueinander verlaufen. Die Eintrittsöffnungen der Strömungswege für unterschiedlich zu erwärmende Luftströmungen können dabei an jeweils um 90 Grad zueinander versetzten Längsseiten der Peltier-Elemente und die Austrittsöffnungen an der jeweils gegenüberliegenden Längsseite angeordnet sein, so dass die Luftwege jeweils an den Flachseiten der Peltier-Elemente entlanggeführt werden, aber an den unterschiedlich temperierten Seiten der Peltier-Elemente um einen Winkel, beispielsweise um 90 Grad zueinander versetzt sind.
  • Der Zwischenraum zwischen zwei Peltier-Elementen kann einen Strömungsweg bilden und die abgewandten Seiten der Peltier-Elemente können zu in diesem Bereich getrennten, insbesondere quer oder rechtwinklig verlaufenden Strömungswegen gehören. Ein zusammenhängender Luftstrom kann also zwischen den Peltier-Elementen vorgesehen sein, während die davon abliegenden Seiten der Peltier-Elemente jeweils einen Teil-Luftstrom, der zu dem erstgenannten quer oder rechtwinklig verläuft, temperieren, beispielsweise erwärmen oder gegebenenfalls auch kühlen.
  • Eine Ausführungsform der Erfindung kann dabei vorsehen, dass ein zu dem Zwischenraum zwischen den wenigstens zwei Peltier-Elementen führender Strömungsweg oder -kanal sowohl vor als auch hinter den Peltier-Elementen ungeteilt ist und dass ein zu den einander abgewandten Flächen der wenigstens zwei Peltier-Elemente führender Strömungsweg oder -kanal im Bereich der Peltier-Elemente derart unterteilt ist, dass die beiden Strömungsteile voneinander weg zu den jeweils von dem Zwischenraum abgewandten Seiten der Peltier-Elemente führen und in Strömungsrichtung dahinter insbesondere wieder zu einem Strömungskanal oder in einen gemeinsamen Strömungsweg führen oder aber getrennt bleiben. Insbesondere die zwischen zwei Peltier-Elementen hindurchgeführte Luft kann dann entweder zum Kühlen oder bei umgekehrt angeordneten Peltier-Elementen zum Erwärmen eines bestimmten Gegenstandes oder Bereiches dienen, während die beiden anderen Luftströme als Abluft abgeführt oder aber umgekehrt zum Erwärmen oder Kühlen benutzt werden könnten, sei es einzeln, sei es nach einer Zusammenführung.
  • Besonders vorteilhaft ist es, wenn die bei Benutzung kalten Seiten der wenigstens zwei parallelen Peltier-Elemente mit ihren Wärmetauscherelementen einander zugewandt sind und mit den Wärmetauscherelementen einen gemeinsamen Strömungsweg ausbilden. Dadurch wird die Vorrichtung besonders gut zum Kühlen geeignet, weil der zwischen den kalten Seiten der Peltier-Elemente hindurchgeführte Luftstrom effektiv gekühlt wird und eine entsprechend große Luftmenge gezielt in einen zu kühlenden Bereich oder auf einen zu kühlenden Gegenstand gerichtet werden kann. Beispielsweise kann auf diese Weise ein Schaltschrank in seinem Inneren gekühlt werden.
  • Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung kann vorsehen, dass jeweils mehrere Peltier-Elemente zu übereinstimmenden Flächen zusammengesetzt und in Projektion übereinander oder beabstandet zueinander angeordnet sind. Dadurch kann die zu kühlende und/oder zu erwärmende Fläche an diesen Peltier-Elementen vergrößert werden.
  • Die warmen Seiten der wenigstens zwei parallelen Peltier-Elemente – oder aus Peltier-Elementen zusammengesetzten Flächen – können bei einer abgewandelten Ausführungsform einander zugewandt sein und ihre Wärmetauscherelemente können in den gemeinsamen Luftstrom ragen und die Strömungswege zu den und an den abgewandten kalten Seiten können hinter den Peltier-Elementen vorzugsweise getrennt zu unterschiedlich zu kühlenden Stellen führen oder vereinigt werden. Es ist also möglich, für die Kühlung zwei zunächst getrennte Luftströmungen zu verwenden oder sowohl die gekühlte als auch die erwärmte Luft zum entsprechenden Temperieren auszunutzen.
  • Eine konstruktiv günstige Anordnung ergibt sich, wenn die Peltier-Elemente mit ihren Wärmetauscherelementen jeweils von einem Rahmen oder Klemmrahmen gehalten und wenigstens zwei derartige Rahmen in Gebrauchsstellung miteinander verbunden oder verklemmt sind, wobei die Rahmen jeweils an um 90 Grad zueinander versetzten Seiten wenigstens eine Aussparung für den Luftzutritt und die Luftabfuhr haben, so dass sich die Aussparungen zweier verbundener Klemmrahmen an den einander zugewandten Seiten der Peltier-Elemente zu einer Eintrittsöffnung und zu einer Austrittsöffnung für die Luftzufuhr ergänzen, und wenn an den quer oder rechtwinklig dazu angeordneten Seiten der miteinander verbundenen Rahmen die beabstandeten Aussparungen für die quer oder rechtwinklig angeordnete Luftströmung angeordnet sind. Somit können die rahmenförmigen Halterungen der Peltier-Elemente gleichzeitig sowohl zum Verbinden und gegenseitigen Halten der Peltier-Elemente als auch zum Ausbilden der Strömungswege ausgenutzt werden, haben also eine Doppelfunktion.
  • Eine zweckmäßige Weiterbildung der Erfindung insbesondere zur Vergrößerung der Temperierleistung kann darin bestehen, dass wenigstens zwei Paare von jeweils verbundenen Klemmrahmen mit Peltier-Elementen – sei es übereinander, sei es in Fortsetzung – miteinander verbunden sind, wobei die Wärmetauscherelemente gleicher Temperatur einander zugewandt und in die gemeinsame Durchtrittsöffnung ragend angeordnet sind. Wird jeweils ein Peltier-Element von einem Paar von Rahmen gehalten oder eingeklemmt, ergibt sich eine Vorrichtung mit wenigstens zwei, bevorzugt vier sich kreuzenden und parallelen Luftströmungen.
  • Für eine günstige Zufuhr der Luft einerseits und der Abfuhr der gekühlten oder erwärmten Luft andererseits ist es zweckmäßig, wenn wenigstens ein Rahmenpaar oder eine Anordnung von wenigstens zwei verbundenen Rahmenpaaren in einem mit wenigstens zwei Lüftern versehenen Gehäuse angeordnet ist, welches Gehäuse zwischen den Lüftern und den einzelnen Luftströmungen Absperrwände derart aufweist, dass in dem Gehäuse die unterschiedlich warmen Luftströme voneinander getrennt sind. Ein derartiges Gehäuse der Vorrichtung kann in einer zu kühlenden Umgebung, beispielsweise in einem Schaltschrank oder einem sonstigen Gehäuse oder umschlossenen Raum so eingebaut werden, dass insbesondere die gekühlte Luft gezielt auf den zu kühlenden Bereich einwirken kann, während die erwärmte Luft zweckmäßigerweise über einen eigenen Luftweg aus dem Schaltschrank oder einem sonstigen Gehäuse nach draußen abgeleitet werden kann.
  • Der kalte Luftstrom kann also an oder in den zu kühlenden Gegenstand, Gehäuse oder Schaltschrank münden und der oder die Kanäle für die warme Luft können aus diesem Gehäuse oder Schaltschrank herausgeführt sein.
  • Vor allem bei Kombination einzelner oder mehrerer der vorbeschriebenen Merkmale und Maßnahmen ergibt sich eine Vorrichtung zum thermoelektrischen Temperieren, bei welcher vor allem die unterschiedlich erwärmten oder gekühlten Luftströme auf einfache Weise voneinander getrennt werden können, so dass die gesamte Vorrichtung konstruktiv und von der Montage her einfach aufgebaut werden kann und auch das gegenseitige Fernhalten der erwärmten Luft von der gekühlten Luft einfach ist, weil deren Strömungswege zumindest bei dem Austritt aus den Peltier-Elementen nicht parallel, sondern quer oder rechtwinklig zueinander verlaufen.
  • Nachstehend sind Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher beschrieben. Es zeigt in zum Teil schematisierter Darstellung:
  • 1 eine Draufsicht eines ersten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum thermoelektrischen Temperieren mit einem Gehäuse und darin angeordneten Peltier-Elementen mit Blick auf ein oberstes Peltier-Element, wobei das Gehäuse angedeutet und ohne die obere Abschlusswand dargestellt ist,
  • 2 die Vorrichtung gemäß 1 in schaubildlicher Darstellung mit Blick von oben und von der Seite insbesondere auf die in dem Gehäuse übereinander angeordneten Peltier-Elemente,
  • 3 eine der 1 entsprechende Darstellung eines abgewandelten Ausführungsbeispiels der Vorrichtung mit einem relativ zu den Peltier-Elementen kleineren Gehäuse,
  • 4 eine etwa der 2 entsprechende schaubildliche Darstellung der Vorrichtung von 3 mit einem der besseren Übersicht wegen weitgehend durchsichtig dargestellten Gehäuse,
  • 5 in vergrößertem Maßstab eine Draufsicht eines Peltier-Elements mit Halterahmen,
  • 6 einen Längsschnitt durch das in 5 dargestellte Peltier-Element gemäß der Schnittlinie VI-VI, wobei die quer zueinander verlaufenden Strömungswege angedeutet sind,
  • 7 ein Peltier-Element mit seinen beidseits angeordneten Wärmetauschern und Halterahmen gemäß den 5 und 6 in schaubildlicher Darstellung sowie
  • 8 zwei Peltier-Elemente mit ihren Rahmen und den dabei vorgesehenen, rechtwinklig zueinander verlaufenden Strömungswegen für die Vorrichtungen gemäß 1 bis 4 vor ihrem Zusammenfügen.
  • Bei der nachfolgenden Beschreibung abgewandelter Ausführungsbeispiele erhalten hinsichtlich ihrer Funktion übereinstimmende Teile auch bei abgewandelter Form übereinstimmende Bezugszahlen.
  • Eine im Ganzen mit 1 bezeichnete Vorrichtung dient zum thermoelektrischen Temperieren eines Gegenstandes, eines Gehäuses oder bevorzugt eines Schaltschrankes mit im Ausführungsbeispiel gekühlter Luft, also zum thermoelektrischen Kühlen.
  • Ein wichtiger Bestandteil der Vorrichtung 1 sind dabei gemäß beiden Ausführungsbeispielen zwei Peltier-Elemente 2, die sowohl auf ihrer warmen als auch auf ihrer kalten Seite Wärmetauscherelemente 3 und 4 haben, wobei gemäß den 1 bis 4 und 8 jeweils zwei parallele Lagen solcher Peltier-Elemente 2 vorgesehen sind und die Wärmetauscherelemente 3 mit übereinstimmender Abkühlung einander zugewandt und die anderen Wärmetauscherelemente 4 voneinander abgewandt angeordnet und jeweils mit Luft durchströmbar oder durchströmt sind, wie es für einzelne Peltier-Elemente etwa DE 10 2007 017 624 B4 entspricht.
  • Gemäß den 1 bis 4 sind dabei die Strömungswege der unterschiedlich temperierten Luft an ihren Austritten aus den Wärmetauscherelementen 3 und 4 und auch an ihren Eintritten durch Trennwände 5 voneinander getrennt, welche Trennwände 5 jeweils in einem zu der Vorrichtung gehörenden beziehungsweise sie abschließenden Gehäuse 6 zusammen mit dem Peltier-Elementen 2 angeordnet sind.
  • Vor allem anhand der 6, aber auch den 2 und 4 ist erkennbar, dass der Strömungsweg für die durch einander zugewandte Wärmetauscherelemente 3 geleitete Luft und die Strömungswege für die durch voneinander abgewandte Wärmetauscherelemente 4 geleitete Luft quer und dabei rechtwinklig zueinander angeordnet sind. In 6 ist dies einerseits durch einen durchgehenden Doppelpfeil und andererseits durch die Symbole für rechtwinklig zur Zeichnungsebene verlaufende Strömungen an den voneinander abgewandten Wärmetauscherelementen 3 und 4 angedeutet.
  • Gemäß den 1 bis 4 und 8 sind in beiden Ausführungsbeispielen die Eintrittsöffnungen 7 und 8 und die dazugehörigen Austrittsöffnungen 9 und 10 der unterschiedlichen Strömungswege für die durch die Peltier-Elemente 2 unterschiedlich temperierten Luftströme in Umfangsrichtung der Vorrichtung und dabei in Umfangsrichtung der Peltier-Elemente 2 zueinander beabstandet und gemäß den Ausführungsbeispielen nach 1 bis 4 und 8 um 90° zueinander versetzt, während zugehörige Eintritts- und Austrittsöffnungen an den Gehäusen 6 durch die Trennwände 5 auch in ihrem gegenseitigen Versatz von einem solchen rechten Winkel abweichen können. Für die gute Trennung der unterschiedlich temperierten Luftströme ist vor allem wichtig, dass die Eintrittsöffnungen 7 und 8 an den Peltier-Elementen ebenso wie die zugehörigen Austrittsöffnungen 9 und 10 quer beziehungsweise um 90° zueinander versetzt angeordnet sind, also im Bereich der Peltier-Elemente 2 die unterschiedlich temperierten Luftströme quer zueinander fließen und vor allem nach ihrer Temperierung von vorneherein voneinander auch räumlich getrennt sind, was durch die Trennwände 5 gemäß den 1 bis 4 unterstützt wird.
  • In allen Ausführungsbeispielen ist vorgesehen, dass die Peltier-Elemente 2 jeweils quadratisch geformt und parallele zueinander und mit Abstand flächenbündig angeordnet sind, wobei sie aber auch rechteckig gestaltet sein könnten. Dabei überdecken diese Peltier-Elemente 2 gleiche Flächen und ihre Ränder verlaufen jeweils parallel zueinander in beabstandeten Ebenen. Die Eintrittsöffnungen 7 und 8 der Strömungswege für unterschiedlich zu erwärmende Luftströmungen sind dabei an jeweils um 90° zueinander versetzten Längsseiten der Peltier-Elemente 2 und die Austrittsöffnungen 9 und 10 an der jeweils gegenüberliegenden Längsseite dieser Peltier-Elemente 2 angeordnet.
  • Dabei wird anhand der 2, 4 und 8 deutlich, dass der Zwischenraum zwischen zwei parallelen Peltier-Elementen 2 einen Strömungsweg bildet und dass die abgewandten Seiten dieser beiden Peltier-Elemente 2 zu in diesem Bereich getrennten, rechtwinklig verlaufenden Strömungswegen gehören, die also gegenüber diesem gemeinsamen inneren Strömungsweg praktisch an der Ober- und der Unterseite des entsprechenden Peltier-Elements 2 verlaufen. Diese beiden äußeren Strömungswege verlaufen also quer zu dem zwischen den Peltier-Elementen 2 befindlichen Luftstrom und sind im Bereich der Peltier-Elemente 2 voneinander getrennt, während zwischen den Peltier-Elementen ein gemeinsamer Luftstrom verläuft.
  • Ein zu dem Zwischenraum zwischen zwei Peltier-Elementen 2 führender Strömungsweg ist dabei gemäß den 2 und 4 sowohl in Strömungsrichtung vor als auch hinter den Peltier-Elementen 2 ungeteilt.
  • Ein zu den einander abgewandten Flächen der beiden Petlier-Elemente 2 führender Strömungsweg ist hingegen im Bereich der Vorrichtung 1 zunächst auch ungeteilt, aber durch die beiden Peltier-Elemente 2 derart unterteilt, dass die beiden Teile der Luftströmungen voneinander weg zu den jeweils von dem Zwischenraum abgewandten Seiten der Petlier-Elemente 2 führen beziehungsweise durch die Peltier-Elemente 2 aufgeteilt werden und in Strömungsrichtung dahinter wieder zu einem Strömungsweg führen. Man erkennt in den 2 und 4 deutlich, dass in dem jeweiligen Gehäuse 6 durch die Trennwände 5 Kammern gebildet sind, in denen die Luft zu den Peltier-Elementen 2 und von diesem wieder wegströmt, wobei die einander zugewandten Seiten der Peltier-Elemente 2 den einen Luftstrom weiterleiten, während die voneinander abgewandten Seiten der Peltier-Elemente 2 den jeweils ankommenden Luftstrom teilen und in eine wieder gemeinsame Kammer des jeweiligen Gehäuses 6 weiterleiten.
  • Bevorzugt dient die Vorrichtung 1 zum Kühlen, beispielsweise im Inneren eines Schaltschranks, bei einer derartigen Benutzung sind die kalten Seiten der beiden parallelen Peltier-Elemente 2 mit ihren Wärmetauscherelementen 3 einander zugewandt und bilden somit einen gemeinsamen Strömungsweg aus, durch welchen die Luft von der ungeteilten Eintrittsöffnung 7 ungeteilt zu der zugehörigen gegenüberliegenden Austrittsöffnung 9 strömen kann, sodass sie als effektive kalte Luftströmung zum Kühlen zu Verfügung steht.
  • Während in den Ausführungsbeispielen zwei Peltier-Elemente 2 vorgesehen sind, könnten auch jeweils mehrere Peltier Elemente zu übereinstimmenden Flächen zusammengesetzt und in Projektion übereinander oder beabstandet zueinander angeordnet sein, um eine größere Kühlfläche zu bilden. Darüber hinaus könnten auch mehrere solche Paare von Peltier-Elementen 2, wie sie in den 2 und 4 zu erkennen sind, übereinander angeordnet sein, um auch auf diese Weise mehr gekühlte, gegebenenfalls erwärmte Luft zu ermöglichen.
  • Es sei erwähnt, dass im Falle einer Beheizung die warmen Seiten der beiden Peltier-Elemente 2 einander zugewandt sein könnten, oder es könnten bei einander zugewandten warmen Seiten die dann jeweils äußeren kühlen Luftströmungen nach ihrer Zusammenführung zum Kühlen benutzt werden.
  • In den 5 bis 8 und insbesondere in 6 ist dargestellt, dass die Peltier-Elemente 2 mit ihren Wärmetauscherelementen 3 und 4 jeweils von einem Rahmen oder Klemmrahmen 11, im Folgenden „Rahmen 11” genannt, gehalten und gemäß 8 sowie gemäß den 2 und 4 wenigstens zwei derartige Rahmen 11 in Gebrauchsstellung miteinander verbunden oder verklemmt sind. Dabei erkennt man anhand der 6, dass die Peltier-Elemente von einem zweiteiligen, nach beiden Seiten so hoch wie die Wärmetauscherelemente 3 und 4 überstehenden Rahmen gehalten oder geklemmt sind und diese Rahmenteile könnten auch verklebt sein. Entsprechend sicher ist das jeweilige Peltier-Element 2 in dem zweiteiligen Rahmen 11 gehalten und entsprechend einfach können nun mehrere derartige Rahmen 11 in der in 8 angedeuteten Weise so verbunden werden, dass zwei parallele Peltier-Elemente 2 in der schon beschriebenen Weise zueinander angeordnet sind.
  • Die Rahmen 11 haben gemäß 8 jeweils an um 90° zueinander versetzten Seiten eine Aussparung 12 für den Luftzutritt und die Luftabfuhr, sodass sich die Aussparungen 12 zweier verbundener Rahmen 11 an den einander zugewandten Seiten der Peltier-Elemente 2 zu einer Eintrittsöffnung 7 und zu einer Austrittsöffnung 9 für die Luftzufuhr ergänzen, während an den rechtwinklig dazu angeordneten Seiten der miteinander verbundenen Rahmen 11 die in der Höhe beabstandeten Aussparungen 12 für die rechtwinklig angeordnete Luftströmung angeordnet sind, die die Eintrittsöffnungen 8 und die Austrittsöffnungen 10 ergeben.
  • In 6 erkennt man, dass mit einem Peltier-Element 2 zwei Teile des Rahmens 11, den Klemmrahmen 11 bildend verbunden sind. Anhand vor allem von 8 ist deutlich, dass in den Ausführungsbeispielen zwei Paare von jeweils verbundenen Rahmen 11 mit Peltier-Elementen 2 miteinander verbunden werden und gemäß den 1 bis 4 in Gebrauchsstellung miteinander verbunden sind, wobei die Wärmetauscherelemente 3 gleicher Temperatur einander zugewandt und in die gemeinsame Durchtrittsöffnung zwischen den Peltier-Elementen 2 ragend angeordnet sind.
  • Ein derartiges, in 8 noch vor dem Zusammenfügen dargestelltes Rahmenpaar ist gemäß den 1 bis 4 jeweils in dem mit zwei nicht gezeichneten Lüftern versehenen Gehäuse 6 der Vorrichtung 1 angeordnet, wobei das Gehäuse 6 zwischen den Lüftern und den einzelnen Luftströmungen die schon erwähnten Trenn- oder Absperrwände derart aufweist, dass in dem Gehäuse 6 die unterschiedlich warmen Luftströme voneinander getrennt sind. Über entsprechende Gehäuseöffnungen 13 an verschiedenen Stellen der unterschiedlich gestalteten Gehäuse 6 kann der kalte Luftstrom an oder in dem zu kühlenden Gegenstand oder Gehäuse oder Schaltschrank münden und der oder die Kanäle für die warme Luft aus dem Schaltschrank herausgeführt werden.
  • Die Vorrichtung 1 zum Temperieren bevorzugt eines Schaltschranks, insbesondere zum Kühlen, weißt Peltier-Elemente 2 auf, um im Peltier-Effekt bei einer solchen Temperierung oder Kühlung auszunutzen. Wenigstens zwei Peltier-Elemente 2 sind dabei mit Flächen gleicher Erwärmung einander zugewandt, sodass ihre Flächen entgegengesetzter Erwärmung voneinander abgewandt sind.
  • Der eine Luftstrom wird durch Wärmetauscherelemente 3 an den einander zugewandten Flächen der Peltier-Elemente 2 geleitet, während ein zweite Luftstrom aufgeteilt an den beiden einander abgewandten Seiten der Peltier-Elemente und dem dort angeordneten Wärmetauscherelementen 4 vorbeigeführt wird. Dabei sind die Strömungswege der an dem unterschiedlich temperierten Wärmetauscherelementen 3 und 4 vorbeigeführten Luftströmungen quer oder rechtwinklig zueinander angeordnet, sodass sich diese Luftströmungen insbesondere nach ihrer Temperierung einfach voneinander Trennen lassen oder getrennt gehalten werden können.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102007017624 B4 [0031]

Claims (12)

  1. Vorrichtung (1) zum thermoelektrischen Temperieren eines Gegenstandes, Gehäuses oder eines Schaltschranks mit Peltier-Elementen (2), die sowohl auf ihrer warmen als auch auf ihrer kalten Seite Wärmetauscherelemente (3, 4) haben, wobei wenigstens zwei parallele Lagen solcher Peltier-Elemente (2) vorgesehen sind und die Wärmetauscherelemente (3) mit übereinstimmender Erwärmung oder Abkühlung einander zugewandt und die anderen Wärmetauscherelemente (4) voneinander abgewandt angeordnet und jeweils mit Luft durchströmbar oder durchströmt sind, wobei Strömungswege der unterschiedlich temperierten Luft an ihren Austritten aus den Wärmetauscherelementen (3, 4) insbesondere durch Trennwände (5) oder Kanäle voneinander getrennt sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Strömungsweg für die durch einander zugewandte Wärmetauscherelemente (3) geleitete Luft und die Strömungswege für die durch voneinander abgewandte Wärmetauscherelemente (4) geleitete Luft quer oder rechtwinkelig zueinander angeordnet sind.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Eintrittsöffnungen (7, 8) und die Austrittsöffnungen (9, 10) der Strömungswege für die durch die Peltier-Elemente (2) unterschiedlich temperierten Luftströme in Umfangsrichtung der Vorrichtung oder der Peltier-Elemente (2) zueinander beabstandet, insbesondere um etwa 90° zueinander versetzt sind.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Peltier-Elemente (2) jeweils quadratisch, gegebenenfalls rechteckig oder gerundet oder rund, geformt oder zusammengesetzt und parallel zueinander und mit Abstand flächenbündig angeordnet sind und übereinstimmende Flächen überdecken, wobei ihre Ränder jeweils parallel zueinander verlaufen, und dass die Eintrittsöffnungen (7, 8) der Strömungswege für unterschiedlich zu erwärmende Luftströmungen an jeweils quer oder um 90° zueinander versetzten Längsseiten der Peltier-Elemente (2) und die Austrittsöffnungen (9, 10) an der jeweils gegenüberliegenden Längsseite angeordnet sind.
  4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Zwischenraum zwischen zwei Peltier-Elementen (2) einen Strömungsweg bildet und und dass die abgewandten Seiten der Peltier-Elemente (2) zu in diesem Bereich getrennten, insbesondere quer oder rechtwinkelig verlaufenden Strömungswegen gehören.
  5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein zu dem Zwischenraum zwischen den wenigstens zwei Peltier-Elementen (2) führender Strömungsweg sowohl vor als auch hinter den Peltier-Elementen (2) ungeteilt ist und dass ein zu den einander abgewandten Flächen der wenigstens zwei Peltier-Elemente (2) führender Strömungsweg im Bereich der Peltier-Elemente (2) derart unterteilt ist, dass die beiden Teile voneinander weg zu den jeweils von dem Zwischenraum abgewandten Seiten der Peltier-Elemente (2) führen und in Strömungsrichtung dahinter insbesondere wieder zu einem Strömungskanal oder in einen gemeinsamen Strömungsweg führen.
  6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die bei Benutzung kalten Seiten der wenigstens zwei parallelen Peltier-Elemente (2) mit ihren Wärmetauscherelementen (3) einander zugewandt sind und einen gemeinsamen Strömungsweg ausbilden.
  7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils mehrere Peltier-Elemente (2) zu übereinstimmenden Flächen zusammengesetzt und in Projektion übereinander oder beabstandet zueinander angeordnet sind.
  8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die warmen Seiten der wenigstens zwei parallelen Peltier-Elemente (2) einander zugewandt sind und ihre Wärmetauscher-Elemente (3) in den gemeinsamen Luftstrom ragen und dass die Strömungswege zu den und an den abgewandten kalten Seiten hinter den Peltier-Elementen (2) vorzugsweise getrennt zu unterschiedlichen zu kühlenden Stellen führen.
  9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Peltier-Elemente (2) mit ihren Wärmetauscherelementen (3, 4) jeweils von einem Rahmen der Klemmrahmen (11) gehalten und wenigstens zwei derartige Klemmrahmen in Gebrauchsstellung miteinander verbunden oder verklemmt sind, wobei die Rahmen (11) jeweils an um 90° zueinander versetzten Seiten wenigstens eine Aussparung (12) für den Luftzutritt und die Luftabfuhr haben, so dass sich die Aussparungen (12) zweier verbundener Rahmen (11) an den einander zugewandten Seiten der Peltier-Elemente (2) zu einer Eintrittsöffnung (7) und zu einer Austrittsöffnung (9) für die Luftzufuhr ergänzen, und dass an den quer oder rechtwinklig dazu angeordneten Seiten der miteinander verbundenen Rahmen (11) die beabstandeten Aussparungen für die quer oder rechtwinklig angeordnete Luftströmung angeordnet sind.
  10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei Paare von jeweil verbundenen Rahmen (11) mit Peltier-Elementen (2) miteinander verbunden sind, wobei die Wärmetauscherelemente (3) gleicher Temperatur einander zugewandt und in die gemeinsame Durchtrittsöffnung ragend angeordnet sind.
  11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Rahmenpaar oder eine Anordnung von wenigstens zwei verbundenen Rahmenpaaren in einem mit wenigstens zwei Lüftern (12) versehenen Gehäuse (6) angeordnet ist, welches Gehäuse (6) zwischen den Lüftern (12) und den einzelnen Luftströmungen Trenn- oder Absperrwände (5) derart aufweist, dass in dem Gehäuse (6) die unterschiedlich warmen Luftströme voneinander getrennt sind.
  12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der kalte Luftstrom an oder in dem zu kühlenden Gegenstand, Gehäuse oder Schaltschrank mündet und der oder die Kanäle für die warme Luft aus dem Gehäuse oder Schaltschrank herausgeführt sind.
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