ES2834349T3 - Aparato de refrigeración y/o congelación con un cuerpo de aislamiento por vacío con un elemento termoeléctrico - Google Patents

Abstract

Aparato de refrigeracion y/o congelacion con al menos una estructura y con al menos un espacio interno refrigerado, que esta rodeado por la estructura, asi como con al menos un elemento de cierre, por medio del cual el espacio interno refrigerado puede cerrarse, en donde entre el espacio interno refrigerado y la pared externa del aparato se encuentra al menos un espacio interno en el que esta dispuesta al menos un cuerpo (1) de aislamiento por vacio que presenta una envoltura (2), que define una zona de vacio, caracterizado porque dentro de la zona de vacio del cuerpo (1) de aislamiento por vacio estan dispuestos un elemento Peltier (3) y cuerpos (4) conductores de calor en contacto con este a ambos lados, en donde el elemento Peltier (3) esta configurado para generar una diferencia de temperatura entre dos zonas enfrentadas en el lado externo de la envoltura (2), y en donde los cuerpos conductores (4) de calor estan en contacto conductor de calor con el elemento Peltier (3) y la envoltura (2).

Description

DESCRIPCIÓN

Aparato de refrigeración y/o congelación con un cuerpo de aislamiento por vacío con un elemento termoeléctrico

La presente invención se refiere a un aparato de refrigeración y/o congelación que comprende un cuerpo de aislamiento por vacío con un elemento termoeléctrico configurado como elemento Peltier. En los aparatos de refrigeración y/o congelación, en la zona entre el revestimiento externo del aparato y el contenedor interno que va a refrigerarse, está dispuesto un cuerpo de aislamiento por vacío para alcanzar, por medio del principio del aislamiento térmico por vacío, entre el lado externo y el lado interno del aparato que va a aislarse, un aislamiento térmico suficientemente elevado. Un aparato de refrigeración y/o congelación así, se da a conocer, por ejemplo en el documento GB2331838A. Los elementos termoeléctricos, en particular elementos Peltier, son elementos que con ayuda de energía eléctrica pueden generar una caída de temperatura. El elemento Peltier consta de dos o varios paralelepípedos rectos pequeños que están construidos con un material semiconductor de dopaje p y n y están unidos entre sí de forma alterna arriba y abajo mediante puentes metálicos. Los paralelepípedos rectos están unidos entre sí de modo que se forma un circuito en serie en el que están dispuestos materiales semiconductores de manera alterna con distinto dopaje.

Los elementos termoeléctricos presentan sin embargo un rendimiento comparativamente bajo o una potencia baja, lo que lleva a que los elementos Peltier en la refrigeración de aparatos de refrigeración y/o congelación no gocen de una expansión de gran alcance. Únicamente, en el sector de las neveras portátiles en la que no se requiere una gran diferencia de temperatura los elementos termoeléctricos se emplean ocasionalmente. Por tanto, el uso de elementos termoeléctricos en el campo de la tecnología de refrigeración está restringido a casos especiales.

Sin embargo, debido un aislamiento cada vez mejor, y a la potencia de refrigeración reducida que resulta de esto necesaria para la refrigeración, los elementos termoeléctricos, en particular los elementos Peltier, se convierten en una alternativa interesante.

No obstante, en el caso de un uso simultáneo de un aislamiento por vacío y de un elemento termoeléctrico surge el problema de integrar de manera eficaz las dos piezas constructivas. Esta problemática se debe por tanto a que la generación de frío y la generación de calor de un elemento termoeléctrico tienen lugar, de por sí, directamente en paralelo, de modo que el uso del elemento termoeléctrico solo puede efectuarse con ayuda de una gran ruptura mediante el aislamiento por vacío. Esto produce una potencia de aislamiento reducida y una construcción complicada de aislamiento por vacío y elemento termoeléctrico.

No obstante, estas reflexiones no están limitadas en modo alguno a aparatos de refrigeración y/o congelación, sino que valen para recipientes aislados térmicamente en general. Los recipientes aislados térmicamente que están sujetos a estas reflexiones presentan al menos un espacio interno templado, pudiendo estar este refrigerado o calentado, de modo que en el espacio interno se produce una temperatura por debajo o por encima de la temperatura ambiente de, por ejemplo, 21 °C.

El objetivo de la presente invención es eliminar la problemática anterior y crear un uso eficiente de una combinación de elemento termoeléctrico y aislamiento por vacío que presente una construcción comparativamente sencilla.

La presente invención se da a conocer en la reivindicación 1 independiente. Otros ejemplos de realización se dan a conocer en las reivindicaciones dependientes.

Para facilitar un cuerpo de aislamiento por vacío, en el que reina el vacío, es necesaria una envoltura o película preferiblemente estanca a la difusión. A este respecto, en la zona de vacío puede estar previsto un material de núcleo que otorgue al cuerpo de aislamiento por vacío la estabilidad de forma correspondiente, y al mismo tiempo impida que, tras crearse un vacío, las paredes de la envoltura estén en contacto unas con otras directamente.

Al estar previsto el elemento termoeléctrico en la zona de vacío se evita la ruptura habitualmente considerable del aislamiento por vacío que convencionalmente estaba prevista en la refrigeración mediante un elemento termoeléctrico. Mediante esta disposición se produce una potencia de aislamiento especialmente ventajosa de un espacio interno delimitado por medio del cuerpo de aislamiento por vacío, así como, una disposición con ahorro de espacio y estructurada de los dos elementos constructivos.

La disposición del elemento termoeléctrico en la zona de vacío favorece que, en caso de un funcionamiento del elemento termoeléctrico en el lado externo de la envoltura, se presente un gradiente de temperatura correspondiente para la orientación del elemento termoeléctrico. Esto significa que, según la orientación de la superficie caliente o fría del elemento termoeléctrico, las zonas de la envoltura dirigidas a la superficie caliente o a la fría adopten una temperatura correspondiente. Por consiguiente, en dos lugares distintos (zonas) del lado externo de la envoltura reinan dos niveles de temperatura diferentes que son provocados por el elemento termoeléctrico o pueden provocarse por este.

La disposición del elemento termoeléctrico dentro de la zona de vacío supone también la ventaja de que esta está protegida frente a influencias externas. En particular puede prescindirse de medidas de sellado para impedir la condensación en el punto frío del elemento termoeléctrico o del elemento Peltier.

Preferiblemente el elemento termoeléctrico presenta una forma básica esencialmente a modo de placa, presentando el elemento termoeléctrico dos superficies térmicas que discurren preferiblemente la una hacia la otra aproximadamente en paralelo.

Según la invención el cuerpo de aislamiento por vacío presenta adicionalmente dos cuerpos conductores de calor dispuestos en la zona de vacío. Estos están en contacto conductor de calor con el elemento Peltier y con la envoltura. Los cuerpos conductores de calor están en contacto directo o indirecto con la envoltura.

El cuerpo conductor de calor mencionado posee ventajosamente una conductibilidad térmica A de al menos 3 W/(m*K). Preferiblemente la conductibilidad térmica A del cuerpo conductor de calor es al menos 10 W/(m*K), de manera más preferente al menos 75 W/(m*K), y de manera especialmente preferente al menos 150 W/(m*K).

De acuerdo con la invención queda garantizado poner el elemento termoeléctrico dispuesto en la zona de vacío en contacto térmico (directo o indirecto) eficaz con la envoltura. El cuerpo conductor de calor proporciona a este respecto un buen acoplamiento térmico del elemento Peltier o elemento termoeléctrico y envoltura, dado que el intercambio térmico por convección en una zona al vacío solo se ralentiza o no es posible en absoluto.

En caso de un transporte del calor generado o extraído en la superficie de enfriamiento y en la de calentamiento del elemento termoeléctrico a través de la envoltura del cuerpo de aislamiento por vacío la envoltura, independientemente de su grosor, representa una resistencia térmica considerable que debe superarse.

En este sentido es conveniente prever, adicionalmente al elemento termoeléctrico, el cuerpo conductor de calor (en lo sucesivo también llamado "intercambiador de calor primario") de modo que su superficie de contacto con la envoltura sea mayor que su superficie de contacto con el elemento termoeléctrico. Esto lleva a que la superficie de transición en la envoltura sea claramente mayor que la superficie de transición del elemento termoeléctrico en el cuerpo conductor de calor y la temperatura que disminuye a través de la envoltura se reduzca a una medida justificable. La diferencia de temperatura menor que reina en ambos lados de la envoltura debido a la configuración específica del cuerpo conductor de calor lleva a pérdidas menores en total en la envoltura.

Los cuerpos conductores de calor están dispuestos de acuerdo con la invención dentro de la zona de vacío.

Preferiblemente se realiza una fijación del elemento o elementos termoeléctricos y de los cuerpos conductores de calor, que están instalados dentro de la zona de vacío con ayuda de la envoltura misma que, debido a su estado al vacío presentan una cierta presión aplicada desde fuera que puede utilizarse para la fijación de los elementos dispuestos en la zona de vacío. Mediante el vacío existente en la zona de vacío se forma una presión negativa que puede configurarse lo suficientemente grande para alcanzar una disposición por capas del elemento termoeléctrico con el cuerpo conductor de calor sin que el establecimiento de contacto o adhesión habitual para un cuerpo conductor de calor con una sustancia de buena conductibilidad térmica sean necesarios. Por tanto, no es necesario prever un elemento adicional entre envoltura y elemento Peltier y/o cuerpo conductor de calor, o entre envoltura y cuerpo conductor de calor que disminuya la conductibilidad térmica.

De acuerdo con la invención está previsto que el elemento termoeléctrico esté tensado entre los cuerpos sólidos que forman el intercambiador de calor primario. A este respecto está previsto preferiblemente que los elementos de unión, que unen entre sí los cuerpos sólidos presente una conductibilidad térmica baja de modo que no aparece ningún puente conductor de calor significativo. Es concebible utilizar tornillos como elementos de unión. También es posible emplear como elementos de unión una pieza, como, por ejemplo, una pieza de moldeo por inyección que está sujeta a una pieza de moldeo y en el montaje se encastra en otra pieza de moldeo.

En una forma de realización está previsto que entre los cuerpos conductores de calor y el lado interno de la película no esté previsto ningún agente adhesivo.

Fundamentalmente, sin embargo, la invención también abarca el caso de que entre el elemento termoeléctrico y los cuerpos conductores de calor estén presentes medios que favorecen la transferencia de calor, en particular una sustancia de conductibilidad térmica, por ejemplo, en forma de una adhesión.

En una forma de realización está previsto que el elemento termoeléctrico y los cuerpos conductores de calor se unan entre sí mediante una unión adhesiva. Preferiblemente está previsto a este respecto que se emplee un adhesivo con una conductibilidad térmica comparativamente alta, por ejemplo, un adhesivo, en cuya masa adhesiva están presentes materiales de relleno de buena conductibilidad térmica. Un adhesivo de este tipo puede emplearse también para otras uniones adhesivas específicas en el marco de la presente invención.

Según una característica adicional opcional y ventajosa de la invención, el cuerpo de aislamiento por vacío presenta además al menos un intercambiador de calor (en lo sucesivo también denominado "intercambiador de calor secundario") que está dispuesto fuera de la zona de vacío, es decir, en el lado externo de la envoltura. El intercambiador de calor secundario está acoplado térmicamente con una zona de la envoltura que preferiblemente es la zona que puede estar influida por el elemento termoeléctrico en su temperatura. El acoplamiento térmico comprende la posibilidad de un contacto directo o un contacto térmico.

De acuerdo con la invención está previsto que los cuerpos conductores de calor estén unidos con el lado interno de la película y no estén en contacto directo con el intercambiador de calor secundario. La transmisión de calor se realiza en este caso a través de la película. Esta configuración puede ser ventajosa, por motivos relacionados con la tecnología de fabricación, así como por motivos relacionados con la estanqueidad de vacío. Es concebible que el grosor de la película en la zona de contacto del cuerpo o de los cuerpos conductores de calor esté reducido con respecto a las otras zonas para garantizar un mejor intercambio de calor. Como alternativa, sin embargo, el grosor de la película puede ser invariable también en estas zonas, lo que de nuevo puede ser ventajoso por motivos relacionados con la tecnología de fabricación, así como por motivos relacionados con la estanqueidad de vacío.

El intercambiador de calor secundario puede estar unido, por ejemplo, por medio de una pasta térmica o un adhesivo termoconductor con la cara externa de la película.

En una configuración preferida está previsto que para la descarga mecánica del elemento termoeléctrico en el proceso de producción en un lado se disponga una película de grafito delgada como elemento de acoplamiento, fijándose el elemento termoeléctrico mediante tensión entre los dos cuerpos sólidos a través de los elementos de unión. En el otro lado se emplea el adhesivo termoconductor también con el fin de compensar tolerancias de fabricación en los grosores de elemento termoeléctrico, cuerpos sólidos y los elementos de unión. Preferiblemente la película de grafito se utiliza en el lado caliente, dado que en este caso fluyen las corrientes de calor más altas y la resistencia a la transferencia de calor mediante la película de grafito delgada habitualmente es menor que la capa algo más gruesa de adhesivo termoconductor.

Preferiblemente el o los intercambiadores de calor secundarios están dispuestos, de modo que se realiza una transferencia de calor indirecta desde o hacia los intercambiadores de calor primario. Preferiblemente la envoltura comprende una película de barrera alta o es una película de barrera alta que obtura de manera estanca al vacío la zona de vacío formada por la envoltura.

Por una envoltura estanca al vacío o estanca a la difusión o por una unión estanca al vacío o estanca a la difusión, o por el concepto película de barrera alta se entiende preferiblemente una envoltura o una unión o una película por medio de la cual la introducción de gas en el cuerpo de aislamiento por vacío está reducida tan intensamente que el aumento en la conductibilidad térmica del cuerpo de aislamiento por vacío, condicionado por la introducción de gas, es lo suficientemente reducido a lo largo de su vida útil. Como vida útil ha de fijarse, por ejemplo, un periodo de 15 años, preferiblemente de 20 años y de manera especialmente preferente de 30 años. Preferiblemente el aumento en la conductibilidad térmica del cuerpo de aislamiento por vacío condicionado por la introducción de gas se sitúa durante su vida útil en < 100 %, y de manera especialmente preferente en < 50 %.

Preferiblemente la tasa de paso de gas de la envoltura o de la unión o de la película de barrera alta específica de cada superficie es < 10-5 mbar * l / s * m2, y de manera especialmente preferente < 10-6 mbar * l / s * m2 (medido según la norma ASTM D-3985). Esta tasa de paso de gas es válida para nitrógeno y oxígeno. Para otros tipos de gas (en particular vapor de agua) existen igualmente tasas de paso de gas bajas, preferentemente en el intervalo de < 10-2 mbar * l / s * m2 y de manera especialmente preferente en el intervalo de < 10-3 mbar * l / s * m2 (medido según la norma ASTM F1249-90). Preferiblemente mediante estas tasas de paso de gas reducidas se alcanzan los aumentos de la conductibilidad térmica reducidos anteriormente mencionados.

Un sistema envolvente conocido desde el sector de los paneles de vacío son las así llamadas películas de barrera alta. Por ellas, en el marco de la presente invención, se entienden preferiblemente películas de una capa o multicapa (que preferiblemente pueden sellarse) con una o varias capas de barrera (normalmente capas metálicas o capas de óxido, empleándose como metal u óxido preferiblemente aluminio o un óxido de aluminio), que satisfacen las exigencias anteriormente mencionadas (aumento de la conductibilidad térmica y/o tasa de paso de gas específica de cada superficie) como barrera contra la introducción de gas.

En el caso de los valores mencionados anteriormente o en la estructura de la película de barrera alta se trata siempre de datos referidos a modo de ejemplo que no limitan la invención.

Preferiblemente el cuerpo de aislamiento por vacío de acuerdo con la invención comprende además un material de núcleo presente dentro de la zona de vacío que está dispuesto entre cada uno de los elementos semiconductores del elemento termoeléctrico.

El experto en la materia sabe que un elemento termoeléctrico (elemento Peltier) consta de varios elementos semiconductores de distinto dopaje dispuestos unos al lado de otros a modo de retícula. En este sentido los elementos semiconductores respectivos están distanciados unos de otros, estando previsto según una característica opcional de esta invención un material de núcleo en esta zona.

Por tanto, el material de núcleo se inserta Como alternativa puede estar en la zona entre las pellas semiconductoras del elemento Peltier. Por ello, tanto la conducción de calor de gas como el intercambio de calor radiante, que en un estado al vacío con una pureza en aumento del vacío gana importancia en la transmisión de temperatura, se impide eficazmente entre el lado caliente y frio del elemento termoeléctrico. En conjunto esto lleva a un aumento de potencia del elemento termoeléctrico, por lo que es posible un enfriamiento o calentamiento más eficiente en cuanto a los recursos.

Además, la presente invención describe un elemento termoeléctrico que comprende al menos un elemento semiconductor con dopaje n, y al menos un elemento semiconductor con dopaje p. El elemento semiconductor con dopaje p está unido a través de un puente conductor con el elemento semiconductor con dopaje n, estando distanciados ambos elementos semiconductores el uno del otro, de modo que entre ellos se forma un espacio libre. El elemento termoeléctrico de acuerdo con la invención destaca por el hecho de que el espacio libre entre el elemento semiconductor con dopaje pn y el elemento semiconductor con dopaje n se llena con un material en forma de polvo.

Preferiblemente el material en forma de polvo presenta un tamaño de grano medio en el que una partícula de polvo se sitúa entre 5 mm y 30 mm, preferiblemente entre 10 mm y 25 mm, y de manera especialmente preferente entre 15 mm y 20 mm.

Otra denominación para los elementos semiconductores del elemento termoeléctrico con diferente dopaje es la de pellas semiconductoras. El material en forma de polvo insertado entre el espacio de las pellas semiconductoras impide una convección entre la superficie de calor y la superficie de frío del elemento termoeléctrico. Así, puede aumentarse la efectividad del elemento termoeléctrico.

Además, la presente invención se refiere a un cuerpo de aislamiento por vacío según una de las variantes descritas anteriormente en el que el elemento termoeléctrico, en el espacio libre entre los elementos semiconductores con distinto dopaje, presenta un material en forma de polvo. Este material en forma de polvo es, a este respecto al mismo tiempo, también un material de núcleo para el cuerpo de aislamiento por vacío. Por consiguiente, no solo puede incrementarse la eficacia del elemento termoeléctrico, sino que también al mismo tiempo se consiguen las ventajas asociadas al material de núcleo. A este respecto no es necesario un encapsulamiento del elemento termoeléctrico mediante el material de núcleo debido a la identidad del material.

Además, la presente invención se refiere a un aparato de refrigeración y/o congelación con al menos una estructura y con al menos un espacio interno refrigerado, que está rodeado por la estructura, así como con al menos un elemento de cierre, por medio del cual puede cerrarse el espacio interno templado y preferiblemente el espacio interno refrigerado. Entre el espacio interno templado y preferiblemente el espacio interno refrigerado y la pared externa del recipiente y preferiblemente del aparato se encuentra al menos un espacio interno en el que al menos un cuerpo de aislamiento por vacío de acuerdo con la invención.

El cuerpo de aislamiento por vacío puede estar situado entre el lado externo y el lado interno de la estructura en el contenedor interno y/o entre el lado externo y el lado interno de la puerta o de otro elemento de cierre.

En una configuración preferida del recipiente de acuerdo con la invención, y preferiblemente del aparato de refrigeración y/o congelación de acuerdo con la invención este está aislado parcialmente o por completo con ayuda de un sistema de vacío total. En este sentido se trata de una disposición cuyo aislamiento térmico entre lado externo y espacio interno en la estructura y/o en el elemento de cierre exclusivamente o principalmente consta de un elemento vaciado, en particular en forma de la envoltura de película o película de barrera alta estanca al vacío con un material de núcleo. Según la invención, el aislamiento por vacío total se forma por uno o varios cuerpos de aislamiento por vacío. Un aislamiento térmico adicional mediante una espuma aislante y/o paneles de aislamiento por vacío o mediante otro medio para el aislamiento térmico entre lado interno y lado externo del aparato no está previsto preferiblemente.

Este tipo preferido del aislamiento térmico en forma de un sistema de vacío total puede extenderse entre la pared que delimita el espacio interno y el forro externo de la estructura y/o entre el lado interno y el lado externo del elemento de cierre, como por ejemplo de una puerta, puerta abatible, tapa o similar.

El sistema de vacío total puede mantenerse de modo que una envoltura de una película estanca al gas se llena con un material de núcleo y a continuación se sella de manera estanca al vacío. En una forma de realización, tanto el llenado como el sellado de la envoltura estanco al vacío se realiza a una presión normal o a una presión ambiente. La evacuación se realiza entonces mediante la unión de una interfaz adecuada incorporada en la envoltura, por ejemplo, de una tubuladura de evacuación que puede presentar una válvula a una bomba de vacío. Preferiblemente durante la evacuación fuera de la envoltura reina presión normal o presión ambiente. En esta forma de realización, preferiblemente en ningún momento de la fabricación, es necesario introducir la envoltura en una cámara de vacío. En este sentido, en una forma de realización durante la fabricación del aislamiento por vacío puede renunciarse a una cámara de vacío.

De acuerdo con la invención está previsto que el recipiente de acuerdo con la invención sea un aparato de refrigeración y/o congelación, en particular un refrigerador doméstico o un refrigerador industrial. Por ejemplo, se abarca los aparatos que están concebidos para una disposición estacionaria en el hogar, en una habitación de hotel, en una cocina industrial o en un bar. Por ejemplo, puede tratarse también de una vinoteca. Además, la invención también abarca arcones de refrigeración y/o de congelación. Los aparatos de acuerdo con la invención pueden presentar una interfaz para la conexión con un suministro de corriente, en particular a un sistema eléctrico doméstico (por ejemplo un enchufe) y/o un accesorio de soporte o de montaje como por ejemplo pies de apoyo o interfaz para la fijación dentro de un nicho de mueble. Por ejemplo, el aparato puede ser un aparato integrado o también un aparato independiente.

En una forma de realización el recipiente o el aparato están configurados de tal modo que pueden funcionar con una tensión alterna, como por ejemplo con una tensión de red doméstica de, por ejemplo, 120 V y 60 Hz o 230 V y 50 Hz. En una forma de realización alternativa el recipiente o el aparato están configurados de tal modo que pueden funcionar con corriente continua de una tensión de por ejemplo 5 V, 12 V o 24 V. En esta configuración puede estar previsto que dentro o fuera del aparato esté previsto un transformador de enchufe a través del cual funcione el aparato. Una ventaja del uso de bombas de calor termoeléctricas en esta forma de realización es que la problemática completa de la compatibilidad electromagnética únicamente aparece en la fuente de alimentación.

En particular puede estar previsto que el aparato de refrigeración y/o congelación tenga una forma a modo de armario y presente un espacio útil al que pueda acceder un usuario desde un lado frontal (en el caso de un arcón desde el lado superior). El espacio útil puede estar dividido en varios compartimentos que funcionan a la misma temperatura o a diferentes temperaturas. Como alternativa puede estar previsto únicamente un compartimento. Dentro del espacio útil o de un compartimento pueden estar previstos también accesorios de almacenaje como por ejemplo bandejas, cajones o soportes para botellas (en el caso de un arcón también separadores de espacio) con el fin de garantizar un almacenaje óptimo de productos refrigerados o congelados y un aprovechamiento óptimo del espacio.

El espacio útil puede estar cerrado mediante al menos una puerta basculante alrededor de un eje vertical. En el caso de un arcón, es concebible como elemento de cierre una puerta abatible basculante alrededor de un eje horizontal o una tapa corrediza. La puerta u otro elemento de cierre en el estado cerrado puede estar unida con la estructura de manera esencialmente estanca al aire mediante una junta magnética circundante. Preferiblemente, también la puerta u otro elemento de cierre está aislada térmicamente, pudiendo alcanzarse el aislamiento térmico mediante un espumado, y dado el caso, mediante paneles de aislamiento por vacío, o también preferiblemente mediante un sistema de vacío, y de manera especialmente preferente, mediante un sistema de vacío total. En el lado interno de la puerta pueden estar previstos dado el caso estantes para poder almacenar también allí productos refrigerados.

En una forma de realización puede tratarse de un aparato pequeño. En aparatos de este tipo el espacio útil, que está definido por la pared interna del recipiente, presenta por ejemplo un volumen de menos de 0,5 m3, menor de 0,4 m3 o menos de 0,3 m3

Las dimensiones externas del recipiente o aparato se sitúan preferiblemente en el intervalo de hasta 1 m en cuanto a la altura, el ancho y la profundidad.

Otras peculiaridades y detalles se explican mediante la siguiente descripción de la figura. Muestra:

figura 1: una vista en sección transversal de un cuerpo de aislamiento por vacío de acuerdo con la invención con un elemento termoeléctrico.

La figura 1 muestra un cuerpo 1 de aislamiento por vacío cuya zona de vacío está definida, es decir, está limitada por una envoltura 2 estanca al vacío. Preferiblemente la envoltura 2 es una película de barrera alta.

Además, se distingue un elemento termoeléctrico 3 con pellas semiconductoras que en el dibujo unen los dos cuerpos 4 conductores de calor o se extienden entre estos. En una dirección que discurre transversalmente hacia la orientación de las pellas semiconductoras el elemento termoeléctrico 3 presenta dos superficies 31, 32 entre las cuales puede ajustarse una caída de temperatura. Para transportar eficazmente la temperatura que reina en estas superficies 31, 32 a las zonas marginales de la envoltura 2 los cuerpos 4 conductores de calor están unidos tanto con la envoltura 2 como con la superficie 31, 32 del elemento termoeléctrico 3.

Los cuerpos 4 conductores de calor presentan una superficie de sección transversal que aumenta partiendo del elemento termoeléctrico 3 hacia el borde del cuerpo de aislamiento por vacío.

Además, se distingue un intercambiador 5 de calor dispuesto fuera de la zona de vacío que está configurado para absorber o emitir el calor transportado a través del cuerpo 4 conductor de calor respectivo.

El cuerpo conductor 4 de calor y el intercambiador 5 de calor, es decir, el intercambiador 4 de calor primario y el secundario 5, están unidos entre sí de manera térmicamente conductora. La conducción de calor se realiza a través de la película delgada. Puede estar previsto que, como se representa en el dibujo, el grosor de las películas 2 en el lado interno y lado externo se reduzca en la zona del intercambiador 4 de calor con respecto a las otras zonas para garantizar un mejor intercambio de calor. Como alternativa, sin embargo, el grosor de la película 2 puede ser invariable también en esta zona, lo que es ventajoso en la producción y aumenta la estanqueidad al vacío del sistema.

Dentro del cuerpo de aislamiento por vacío se encuentra vacío, de modo que el elemento termoeléctrico 3 y los intercambiadores 4 de calor primario se encuentran por completo dentro de la zona evacuada.

Por lo demás, dentro de la zona evacuada entre las películas se encuentra un núcleo de apoyo, por ejemplo, en la forma de polvo y preferiblemente en forma de polvo de perlita. Si este polvo se presenta también entre las pellas semiconductoras del elemento Peltier, se impide por ello tanto la conducción de calor de gas como el intercambio de calor radiante entre el lado caliente y frío del elemento Peltier o del elemento termoeléctrico.

Claims (8)

REIVINDICACIONES

1. Aparato de refrigeración y/o congelación con al menos una estructura y con al menos un espacio interno refrigerado, que está rodeado por la estructura, así como con al menos un elemento de cierre, por medio del cual el espacio interno refrigerado puede cerrarse, en donde entre el espacio interno refrigerado y la pared externa del aparato se encuentra al menos un espacio interno en el que está dispuesta al menos un cuerpo (1) de aislamiento por vacío que presenta una envoltura (2), que define una zona de vacío, caracterizado porque dentro de la zona de vacío del cuerpo (1) de aislamiento por vacío están dispuestos un elemento Peltier (3) y cuerpos (4) conductores de calor en contacto con este a ambos lados, en donde el elemento Peltier (3) está configurado para generar una diferencia de temperatura entre dos zonas enfrentadas en el lado externo de la envoltura (2), y en donde los cuerpos conductores (4) de calor están en contacto conductor de calor con el elemento Peltier (3) y la envoltura (2).

2. Aparato de refrigeración y/o congelación según la reivindicación 1, caracterizado porque el elemento Peltier (3) presenta una forma básica esencialmente a modo de placa y dos superficies térmicas que discurren preferiblemente la una hacia la otra aproximadamente en paralelo y están distanciadas la una de la otra.

3. Aparato de refrigeración y/o congelación según la reivindicación 1 o 2, caracterizado porque los cuerpos conductores de calor (4) están en contacto directo con el elemento Peltier (3) y la envoltura (2).

4. Aparato de refrigeración y/o congelación según la reivindicación 3, caracterizado porque las superficies de contacto entre los cuerpos (4) conductores de calor y la envoltura (2) son mayores que las superficies de contacto entre los cuerpos conductores de calor (4) y el elemento Peltier (3).

5. Aparato de refrigeración y/o congelación según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque además está previsto un intercambiador de calor que está dispuesto fuera de la zona de vacío, y está acoplado térmicamente con una zona de la envoltura (2), preferiblemente con una zona que puede estar influida por el elemento Peltier (3) en su temperatura.

6. Aparato de refrigeración y/o congelación según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque en la zona de vacío se encuentra además un material de núcleo, en particular perlita.

7. Aparato de refrigeración y/o congelación según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el elemento Peltier (3) comprende un elemento semiconductor con dopaje n y un elemento semiconductor con dopaje p que está unido a través de un puente conductor con el elemento semiconductor con dopaje n, en donde ambos elementos semiconductores están distanciados el uno del otro, de modo que entre ellos se forma un espacio libre, y el espacio libre entre el elemento semiconductor con dopaje n y el elemento semiconductor con dopaje p se llena con un material en forma de polvo, estando previsto preferiblemente que el material en forma de polvo presente un tamaño de grano medio de una partícula de polvo situado entre 5 mm y 30 mm, de manera más preferente entre 10 mm y 25 mm, y especialmente de manera más preferente entre 15 mm y 20 mm.

8. Aparato de refrigeración y/o congelación según la reivindicación 7, caracterizado porque el material en forma de polvo es al mismo tiempo un material de núcleo del cuerpo (1) de aislamiento por vacío.