DE3446598C2 - Device for cooling or heating using Peltier elements - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Kühlen oder Hei­ zen mittels Peltier-Elementen, die jeweils zwischen zwei Sockel eingespannt sind, wobei die Sockel auf der einen Seite der Peltier-Elemente über eine gemeinsame Basisplatte mitein­ ander verbunden und die Sockel auf der anderen Seite der Peltier-Elemente jeweils getrennt voneinander ausgebildet sind und die Basisplatte und die getrennten Sockel auf ihren freien Seiten jeweils mit Wärmetauschlamellen versehen sind.The invention relates to a device for cooling or heating zen using Peltier elements, each between two Base are clamped, with the base on one side of the Peltier elements with a common base plate connected and the base on the other side of the Peltier elements each formed separately are and the base plate and the separate base on their free sides are each provided with heat exchange fins.

Eine derartige Vorrichtung ist z. B. aus der Druckschrift DE 19 89 442 U bekannt. Jeder Sockel wird hierbei mittels einer elastischen Klammer mit der gemeinsamen Grundplatte verspannt. Hierdurch ist nicht immer sichergestellt, daß z. B. bei Formänderungen durch Wärme die Sockel und damit die Peltier-Elemente mit gleicher Anpreßkraft beaufschlagt wer­ den.Such a device is e.g. B. from the publication DE 19 89 442 U known. Each base is made using an elastic bracket with the common base plate tense. This does not always ensure that, for. B. in the case of changes in shape due to heat, the base and thus the Peltier elements applied with the same contact pressure the.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art so auszubilden, daß jeweils auf eine Reihe von Peltier-Elementen ein möglichst gleicher Anpreßdruck ausgeübt wird.The object of the present invention is a Form device of the type mentioned in such a way that on a number of Peltier elements, if possible the same contact pressure is exerted.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Span­ nungsvorrichtung, bei der jeweils die endseitigen Nasen schmaler Bügel auf zwei nebeneinanderliegenden gesonderten Sockeln zwischen Wärmetauschlamellen aufstehen und jeweils zwei Bügel rückseitig und mittig von einem Niederhalter niedergedrückt sind, der mittels einer Feder an einem mit der Basisplatte verbundenen Ständer abgestützt ist. Es ist hin­ sichtlich der Ausgleichsbewegungen günstig, daß jeder Bügel zwei gesonderte Sockel erfaßt und jeder Niederhalter zwei Bü­ gel. Dadurch wird eine Art kardanischer Aufhängung erreicht. Bei jeweils mittiger Erfassung wird gleicher Anpreßdruck erzielt. This object is achieved by a chip tion device, in each case the end lugs narrow bracket on two separate ones next to each other Stand up between heat exchange fins and each two brackets on the back and in the middle of a hold-down device are depressed by means of a spring on one with the Base plate connected stand is supported. It's gone visibly the compensating movements favorable that each bracket captured two separate bases and each hold-down two Bü  gel. This creates a kind of gimbal suspension. With each acquisition in the middle, the same contact pressure is applied achieved.  

Gegebenenfalls ist auf der Basisplatte nicht ganz bis zur Höhe ihrer Sockel Weichschaum aufgetragen und zu einem Peltier-Element einander gegenüberstehende Sockel werden von geschlossenporigem Hartschaum umgeben. Dadurch wird sichergestellt, daß beim Ausschäumen, um gegen Feuchtigkeit zu isolieren, die Sockel nicht von den Peltier-Elementen abheben können, daß der Weich­ schaum gegen zu starken Druck des Hartschaums nachgibt. Andererseits ist es wesentlich, in seiner Wirkung ge­ schlossenporigen Hartschaum zu verwenden, um auch das Eindringen von Feuchtigkeit durch Kapillarwirkung zu vermeiden. Zweckmäßigerweise wird die Höhe der Sockel so gewählt, daß einerseits keine wesentlichen Wärme­ brücken neben den Peltier-Elementen bestehen, und zwar insbesondere unter Berücksichtigung der stehenden Luft im Schaum und der Wärmeleitung des Schaums selbst.If necessary, is not on the base plate applied soft foam all the way to the base of their base and facing each other to form a Peltier element Sockets are surrounded by closed-pore hard foam. This ensures that when foaming to to insulate against moisture, the base not from the Peltier elements can stand out that the soft yields against excessive pressure of the rigid foam. On the other hand, it is essential in its effect closed-pore rigid foam to use that too Penetration of moisture due to capillary action avoid. The height of the base is expedient chosen so that on the one hand no significant heat bridge next to the Peltier elements especially considering the standing air in the foam and the heat conduction of the foam itself.

Die Erfindung soll nun anhand von in der Zeichnung grob schematisch wiedergegebenen Ausführungsbeispielen näher erläutert werden:The invention will now be roughly based on in the drawing schematically illustrated embodiments are explained:

In Fig. 1 sind wesentliche Bauteile einer Anordnung mit einer Basisplatte für vier Sockel in Seitenansicht ver­ anschaulicht.In Fig. 1, essential components of an arrangement with a base plate for four bases are illustrated in side view ver.

In Fig. 2 ist die Aufsicht auf die Anordnung nach Fig. 1 dargestellt.In FIG. 2, the plan view is shown of the arrangement of FIG. 1.

In Fig. 3 ist die weitere Seitenansicht der Anordnung nach Fig. 2 wiedergegeben.In Fig. 3, the other side view of the arrangement of FIG. 2 is reproduced.

In Fig. 4 ist die Aufsicht auf eine Basisplatte nach einem Ausführungsbeispiel, ohne Peltier-Elemente, dar­ gestellt.In Fig. 4 the top view of a base plate according to one embodiment, without Peltier elements, is provided.

In Fig. 5 ist veranschaulicht, wie eine Anordnung nach den Fig. 1 bis 3 nach einer Weiterbildung besonders vorteilhaft abgedichtet werden kann. FIG. 5 illustrates how an arrangement according to FIGS. 1 to 3 can be sealed particularly advantageously after a further development.

In Fig. 6 ist ein Ausführungsbeispiel für eine Anordnung im prinzipiellen Aufbau nach den Fig. 1 bis 5 in perspektivischer Darstellung bei Aufsicht schräg von oben wiedergegeben.In Fig. 6 is an exemplary embodiment of an arrangement in the basic structure of FIGS. 1 to 5 shown in a perspective view obliquely in top plan view.

Die Anordnung um Wärmepumpen nach Fig. 1 weist Peltier-Elemente 1 auf, die jeweils zwischen Sockeln 2 und 3 eines warmseitigen Wärmetauschers und eines kaltseitigen Wärmetauschers angeordnet sind. Hinsichtlich einer Seite der Peltier-Elemente 1 sind mehrere Sockel 2 auf einer ge­ meinsamen Basisplatte 4 ausgebildet. Auf der anderen Sei­ te der Peltier-Elemente sind Sockel 3 gesondert ausgebil­ det, wobei die gesonderten Sockel an einer Spannstelle 5 mittels Spannvorrichtung 6 gegen die Peltier-Elemente ingedrückt werden.The arrangement around heat pumps according to FIG. 1 has Peltier elements 1 which are each arranged between bases 2 and 3 of a heat-side heat exchanger and a cold-side heat exchanger. With regard to one side of the Peltier elements 1 , a plurality of bases 2 are formed on a common base plate 4 . On the other side of the Peltier elements base 3 are separately ausgebil det, the separate bases are pressed at a clamping point 5 by means of clamping device 6 against the Peltier elements.

Die Basisplatte 4 weist auf ihrer sockelabgewandten Seite Wärmetauschlamellen 7 auf, die zusammen mit dem Sockel 2 einen Wärmetauscher bilden. Ebenso weisen die gesonderten Sockel 3 auf ihrer freien Seite Wärmetauschlamellen 7 auf. Wenn die Anordnung zum Kühlen eingesetzt werden soll, ist es vorteilhaft, die gesonderten Sockel 3 auf der Kaltseite und die Sockel 2 an der Basisplatte 4 auf der Warmseite anzuordnen.The base plate 4 has on its side facing away from the base heat exchange fins 7 , which together with the base 2 form a heat exchanger. Likewise, the separate bases 3 have heat exchange blades 7 on their free side. If the arrangement is to be used for cooling, it is advantageous to arrange the separate bases 3 on the cold side and the bases 2 on the base plate 4 on the warm side.

Eine wirkungsvolle und einfache Spannvorrichtung wird dadurch erzielt, daß schmale Bügel 8 zwischen den Wärme­ tauschlamellen 7 eingesetzt werden, die an der Spann­ stelle 5 jeweils mit einer Nase auf einem gesonderten Sockel 3, der die Wärmetauschlamellen 7 trägt, aufstehen. Die Bügel 8 werden an ihrem Rücken von einem Niederhalter 9, man vergleiche auch Fig. 3, durch eine Feder 10 eines Ständers 11 gegen die Bügel 8 gedrückt. An effective and simple clamping device is achieved in that narrow brackets 8 are used between the heat exchange blades 7 , the point 5 at the clamping each with a nose on a separate base 3 , which carries the heat exchange blades 7 , stand up. The brackets 8 are pressed on their back by a hold-down device 9 , see also FIG. 3, by a spring 10 of a stand 11 against the brackets 8 .

Da jeder Bügel 8 zwei gesonderte Sockel 5 erfaßt und jeder Niederhalter 9 eines Aggregates zwei Bügel 8, er­ zielt man auf einfachste Weise eine Art kardanische Ein­ spannung, wie es aus Fig. 2 zu ersehen ist.Since each bracket 8 detects two separate bases 5 and each hold-down 9 of a unit two brackets 8 , it is aimed in the simplest way a type of cardanic tension, as can be seen from Fig. 2.

Die Basisplatte kann, wie in Fig. 4 dargestellt, zu ihren Sockeln 2 hinführende Gießrippen 12 aufweisen und an ihrem Rand Wulste 13 bilden oder Kehlungen, die Dichtungsma­ terial aufnehmen können. Mittels der Bohrungen 14 kann die bestückte Basisplatte dann an einer Wand über einem Durchbruch befestigt werden. Dadurch läßt sich das ganze Aggregat montieren. Der Ständer für die Spannvorrichtung kann in einer Bohrung 15 eingeschraubt werden.The base plate can, as shown in Fig. 4, have to their bases 2 leading pouring ribs 12 and form beads 13 on their edge or fillets that can accommodate Dichtma material. The equipped base plate can then be fastened to a wall above an opening by means of the holes 14 . This allows the entire unit to be assembled. The stand for the clamping device can be screwed into a bore 15 .

Um die Peltier-Elemente 1 nach Fig. 5 gegen Feuchtigkeit abzudichten, ist es besonders vorteilhaft, auf der Ba­ sisplatte 4 nicht ganz bis zur Höhe ihrer Sockel 2 Weich­ schaum 16 aufzutragen und die zu einem Peltier-Element 1 einander gegenüberliegenden Sockel 2 und 3 durch im wesentlichen geschlossenporigen Hartschaum 17 zu umgeben. Hierbei dichtet der geschlossenporige Hartschaum 17 je­ de Peltier-Element-Anordnung, die ihrerseits aus mehre­ ren Peltier-Elementen bestehen kann, nach außen gegen Feuchtigkeit sicher ab. Der Weichschaum 16 kann beim Ausschäumen vom Hartschaum niedergedrückt werden, so daß sich ein Druckausgleich ergibt und die Peltier-Elemente 1 in innigem Kontakt mit den anliegenden Sockeln ver­ bleiben.In order to seal the Peltier elements 1 according to FIG. 5 against moisture, it is particularly advantageous to apply soft foam 16 to the base plate 4 not quite up to the height of its base 2 and to form a Peltier element 1 opposite base 2 and 3 to be surrounded by essentially closed-pore hard foam 17 . Here, the closed-pore hard foam 17 per de Peltier element arrangement, which in turn can consist of several Peltier elements, reliably seals against moisture from the outside. The soft foam 16 can be depressed when foaming from the rigid foam, so that there is pressure equalization and the Peltier elements 1 remain in intimate contact with the adjacent bases.

Weichschaum 16 und Hartschaum 17 können bei einem zusam­ mengebauten Aggregat nach Fig. 6 durch ein Gehäuse 18 nach außen abgedeckt werden. Über eine Öffnung 19 des Gehäuses kann ein Ventilator angeordnet werden, wobei es wesentlich ist, daß auf der im Ausführungsbeispiel nach Fig. 6 größeren Warmseite eines Kühlaggregats ein Ventilator angebracht wird, um den Wärmeübergang zu ver­ bessern. Die Anordnung im Ausführungsbeispiel nach Fig. 6 kann daher als Kühlaggregat verstanden werden.Soft foam 16 and hard foam 17 can be covered by a housing 18 to the outside in an assembled unit according to FIG. 6. About an opening 19 of the housing, a fan can be arranged, wherein it is essential that a fan is attached to the larger warm side in the embodiment of FIG. 6 of a cooling unit to improve the heat transfer to ver. The arrangement in the exemplary embodiment according to FIG. 6 can therefore be understood as a cooling unit.

Claims (1)

Vorrichtung zum Kühlen oder Heizen mittels Peltier-Elementen, die jeweils zwischen zwei Sockel eingespannt sind, wobei die Sockel auf der einen Seite der Peltier-Elemente über eine ge­ meinsame Basisplatte miteinander verbunden und die Sockel auf der anderen Seite der Peltier-Elemente jeweils getrennt von­ einander ausgebildet sind und die Basisplatte und die ge­ trennten Sockel auf ihren freien Seiten jeweils mit Wärme­ tauschlamellen versehen sind, gekennzeichnet durch eine Spannungsvorrichtung (6), bei der jeweils die endseitigen Nasen schmaler Bügel (8) auf zwei nebenein­ anderliegenden gesonderten Sockeln (3) zwischen Wärmetausch­ lamellen (7) aufstehen und jeweils zwei Bügel (8) rückseitig und mittig von einem Niederhalter (9) niedergedrückt sind, der mittels einer Feder (10) an einem mit der Basisplatte (4) verbundenen Ständer (11) abgestützt ist.Device for cooling or heating by means of Peltier elements, each of which is clamped between two bases, the bases on one side of the Peltier elements being connected to one another via a common base plate and the bases on the other side of the Peltier elements each being separated from one another are formed one another and the base plate and the separated base are each provided on their free sides with heat exchange lamellae, characterized by a tensioning device ( 6 ), in which the respective end lugs of narrow brackets ( 8 ) on two adjacent separate bases ( 3 ) between heat exchange lamellae ( 7 ) stand up and two brackets ( 8 ) on the back and in the middle are pressed down by a hold-down device ( 9 ) which is supported by a spring ( 10 ) on a stand ( 11 ) connected to the base plate ( 4 ).