本發(fā)明涉及一種熱絕緣的容器、優(yōu)選冷卻和/或冷凍設(shè)備，所述冷卻和/或冷凍設(shè)備具有至少一個(gè)優(yōu)選冷卻的內(nèi)部空間并且具有至少一個(gè)熱電元件、尤其具有至少一個(gè)珀?duì)柼?，以?duì)內(nèi)部空間進(jìn)行調(diào)溫，優(yōu)選在冷卻的內(nèi)部空間中制冷。
背景技術(shù)：
在冷卻和/或冷凍設(shè)備中從現(xiàn)有技術(shù)中已知用于制冷的不同的設(shè)計(jì)。在任何情況下，為了效率盡可能大進(jìn)而為了良好的能量效率，不僅在冷卻空間側(cè)上而且在廢熱側(cè)上需要有效的換熱器，以便將要克服的溫度偏差保持得盡可能低。在本文中，耦聯(lián)到制冷的區(qū)域和冷卻空間上以及耦聯(lián)到外部空氣上是重要的，導(dǎo)出的熱量被輸出給所述外部空氣。
在常用的壓縮冷卻機(jī)中，為了耦聯(lián)到內(nèi)部空間以及外部空氣上不僅使用靜態(tài)系統(tǒng)，即靜態(tài)的蒸發(fā)器或液化器，而且使用動(dòng)態(tài)系統(tǒng)，例如無霜蒸發(fā)器或風(fēng)扇或者具有強(qiáng)制對(duì)流的模塊液化器(Blockverflüssiger)。在動(dòng)態(tài)系統(tǒng)中，由于可達(dá)到的小的溫度差而有利地抵消用于空氣對(duì)流的質(zhì)量運(yùn)輸?shù)母郊拥暮馁M(fèi)。
在冷卻和/或冷凍設(shè)備的所需要的制冷功率中，一個(gè)主要參數(shù)是熱隔離，所述熱隔離圍繞冷卻的內(nèi)部空間。如果改進(jìn)熱隔離，所以降低對(duì)制冷功率的需求。在制冷需求小的情況下，與通過壓縮制冷機(jī)相比，能夠通過更簡(jiǎn)單的機(jī)構(gòu)、即尤其通過熱電元件進(jìn)行提供。已知的是，例如使用珀?duì)柼?。因此，小型的、通過真空隔離裝置隔離的制冷設(shè)備例如僅需要3W至4W的制冷功率，所述制冷功率例如能夠通過熱電元件施加。
在使用珀?duì)柼r(shí)，特殊性在于：所產(chǎn)生的制冷功率和廢熱在空間上緊挨地出現(xiàn)——不存在作為熱載體的制冷劑。在這種情況下，至冷卻的內(nèi)部空間以及至外部空氣的熱傳遞是尤其重要的，熱量被輸出給所述外部空氣。從現(xiàn)有技術(shù)中已知的是：在珀?duì)柼鋮s設(shè)備、例如可攜帶的制冷卻盒中通過肋式換熱器并且通過由鼓風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的空氣流改進(jìn)這種熱傳遞。所述鼓風(fēng)機(jī)的功率需求與珀?duì)柼墓β市枨筇幱陬愃频臄?shù)量級(jí)中。
這些考慮絕不限制于冷卻和/或冷凍設(shè)備，而是通常適用于熱絕緣的容器。
熱絕緣的容器具有至少一個(gè)調(diào)溫的內(nèi)部空間，其中該內(nèi)部空間能夠被冷卻或加熱，使得在內(nèi)部空間中得到高于或低于例如為21℃的環(huán)境溫度的溫度。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明所基于的目的是，如下改進(jìn)熱絕緣的容器、優(yōu)選開始提出類型的冷卻和/或冷凍設(shè)備：相對(duì)于已知的容器、優(yōu)選設(shè)備改進(jìn)熱運(yùn)輸。
該目的通過具有權(quán)利要求1的特征的熱絕緣的容器、尤其冷卻和/或冷凍設(shè)備來實(shí)現(xiàn)。據(jù)此，存在至少一個(gè)固體，所述固體設(shè)置成，使得借助于固體通過熱傳導(dǎo)將熱量引導(dǎo)至熱電元件，尤其將熱量從冷卻的內(nèi)部空間導(dǎo)出至熱電元件和/或?qū)崃窟h(yuǎn)離熱電元件導(dǎo)出。
由此，固體設(shè)置和構(gòu)成為，使得借助于固體將熱量引導(dǎo)至熱電元件、尤其將熱量從冷卻的內(nèi)部空間導(dǎo)出至熱電元件和/或?qū)崃繌臒犭娫?dǎo)出、優(yōu)選導(dǎo)出給熱沉并且優(yōu)選導(dǎo)出給容器、優(yōu)選設(shè)備的周圍大氣。優(yōu)選地，熱運(yùn)輸僅通過借助于固體的熱傳導(dǎo)來進(jìn)行。
在本發(fā)明的另一可考慮的設(shè)計(jì)方案中提出：設(shè)有至少一個(gè)液體換熱器和/或至少一個(gè)熱管，所述液體換熱器和/或熱管設(shè)置成，使得所述液體換熱器和/或熱管將熱量引導(dǎo)至熱電元件，尤其從冷卻的內(nèi)部空間引導(dǎo)至熱電元件，和/或?qū)崃繌臒犭娫帉?dǎo)出。
將“液體換熱器”理解為如下?lián)Q熱器，所述換熱器借助液態(tài)的載熱介質(zhì)工作。相對(duì)于空氣換熱器，存在如下優(yōu)點(diǎn)：更高的熱容以及更小的流動(dòng)損失?！盁峁堋被颉盁峁艿馈笔峭ㄟ^制冷劑填充的管形的物體，在所述物體的熱端部處，制冷劑蒸發(fā)，而在所述體部的冷端部處，制冷劑冷凝，由此輸出蒸發(fā)焓。
本發(fā)明的該實(shí)施方案提出：借助于至少一個(gè)液體換熱器和/或借助于至少一個(gè)熱管、即借助于至少一個(gè)熱管道進(jìn)行熱運(yùn)輸，尤其進(jìn)行出自冷卻的內(nèi)部空間的廢熱的運(yùn)輸。
借助根據(jù)本發(fā)明的熱運(yùn)輸機(jī)構(gòu)，可以具有最小的溫度差的小的熱量流分配給周圍環(huán)境。
可以考慮的是：固體或液體換熱器和/或熱管以良好的熱耦聯(lián)的方式將熱量從優(yōu)選冷卻的內(nèi)部空間的內(nèi)壁運(yùn)輸給熱電元件和/或從熱電元件運(yùn)輸給容器的、優(yōu)選設(shè)備的外殼。
優(yōu)選地，從優(yōu)選冷卻的內(nèi)部空間至內(nèi)壁的熱運(yùn)輸和/或在外殼處的熱運(yùn)輸，優(yōu)選從外殼到容器的、優(yōu)選設(shè)備的周圍環(huán)境上的熱運(yùn)輸，靜態(tài)地、即在沒有強(qiáng)制對(duì)流的情況下進(jìn)行。
也可以考慮這兩個(gè)上述設(shè)計(jì)的組合，也就是說，尤其或僅在熱電元件處的熱流密度最大的區(qū)域中，通過借助于熱管和/或液體換熱器進(jìn)行的熱運(yùn)輸來輔助固體熱傳導(dǎo)，或者相反地，通過固體熱傳導(dǎo)來輔助借助于熱管和/或換熱器進(jìn)行的熱運(yùn)輸。
由此，所述容器尤其能夠構(gòu)成為具有根據(jù)權(quán)利要求2的特征的根據(jù)權(quán)利要求1的冷卻和/或冷凍設(shè)備。
在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選的設(shè)計(jì)方案中提出：固體導(dǎo)熱地與容器的、優(yōu)選設(shè)備的外殼連接和/或與容器的、優(yōu)選設(shè)備的內(nèi)壁連接，或者部分地或完全地形成外殼和/或?qū)鋮s的內(nèi)部空間限界的內(nèi)壁。
固體優(yōu)選具有金屬或由其構(gòu)成，其中金屬的優(yōu)選的設(shè)計(jì)方案是鋁。
可以考慮的是：通過鋁或其他的金屬結(jié)構(gòu)將熱量從熱電元件引導(dǎo)到殼體外面上，和/或從對(duì)冷卻的內(nèi)部空間限界的內(nèi)面通過鋁或其他的金屬結(jié)構(gòu)引導(dǎo)至熱電元件。在此，金屬結(jié)構(gòu)的形狀優(yōu)選設(shè)計(jì)成，使得在出現(xiàn)熱流時(shí)的溫度下降如此分布到表面上，使得該溫度下降在熱泵的地點(diǎn)、即熱電元件和相應(yīng)的表面之間僅為幾開爾文。
優(yōu)選地，金屬結(jié)構(gòu)、即所提出的固體部分地或完全地形成容器的、優(yōu)選設(shè)備的外殼和/或內(nèi)壁部。
優(yōu)選地提出：容器、優(yōu)選冷卻和/或冷凍設(shè)備僅具有或也具有真空隔離裝置作為冷卻的內(nèi)部空間的熱隔離裝置。真空隔離裝置例如借助于真空絕緣板或借助于抽真空的殼體壁部和/或借助于抽真空的封閉元件、尤其用于封閉冷卻的內(nèi)部空間的門或翻蓋，形成尤其有效的熱隔離，使得在運(yùn)行時(shí)，相對(duì)小的功率、優(yōu)選制冷功率就足以獲得期望的溫度。
尤其優(yōu)選的是如下實(shí)施方案，其中在外殼和對(duì)內(nèi)部空間限界的內(nèi)壁之間設(shè)置有熱隔離裝置，所述熱隔離裝置由全真空系統(tǒng)構(gòu)成。能夠?qū)⑸鲜鰺岣綦x裝置理解為僅僅或主要由抽真空的區(qū)域構(gòu)成的熱隔離裝置，所述區(qū)域通過芯材填充。該區(qū)域的限界部例如通過真空密封的薄膜并且優(yōu)選通過高阻擋薄膜形成。由此，在容器的、優(yōu)選設(shè)備的內(nèi)壁和容器的、優(yōu)選設(shè)備的外殼之間僅能夠存在這種薄膜體作為熱隔離裝置，所述薄膜體具有通過真空密封的薄膜圍繞的區(qū)域，在所述區(qū)域中存在真空并且在所述區(qū)域中設(shè)置有支撐材料。優(yōu)選在容器或設(shè)備的外側(cè)和內(nèi)側(cè)之間除了真空系統(tǒng)之外，不設(shè)置作為熱隔離裝置的起泡裝置和/或真空絕緣板或其他的熱隔離裝置。
這種呈全真空系統(tǒng)形式的類型優(yōu)選的熱隔離裝置能夠在體部的外殼和對(duì)內(nèi)部空間限界的壁之間延伸和/或在封閉元件的內(nèi)側(cè)和外側(cè)之間延伸，所述封閉元件例如是門、翻蓋、頂蓋等。
能夠獲得全真空系統(tǒng)，使得通過芯材填充由氣密的薄膜構(gòu)成的包套并且隨后以真空密封的方式進(jìn)行密封。在一個(gè)實(shí)施方式中，對(duì)包套的填充和以真空密封的方式進(jìn)行的密封在正常或環(huán)境壓強(qiáng)下進(jìn)行。因此，抽真空通過將可適當(dāng)?shù)丶庸さ桨字械慕涌?、例如抽真空接管連接到真空泵上進(jìn)行，所述抽真空接管能夠具有閥。優(yōu)選地，在抽真空期間，在包套外部存在正常壓強(qiáng)或環(huán)境壓強(qiáng)。在該實(shí)施方式中，優(yōu)選地，在制造的任何時(shí)刻都不需要將包套引入到真空室中。就此而言，在一個(gè)實(shí)施方式中，在制造真空隔離裝置期間能夠棄用真空室。
在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選的設(shè)計(jì)方案中，固體的厚度朝熱電元件增加。在遠(yuǎn)離熱電元件的方向上，固體的厚度能夠降低，對(duì)此所述固體的面延伸部增加。
此外，能夠提出：存在至少一個(gè)固定裝置、優(yōu)選至少一個(gè)夾緊體，所述夾緊體將固體和/或液體換熱器和/或熱管固定在熱電元件上，其中優(yōu)選提出：固定裝置具有比固體更小的導(dǎo)熱能力。固定裝置例如能夠由塑料構(gòu)成。
如在上文中所說明的那樣，本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選的設(shè)計(jì)方案在于：固體由鋁構(gòu)成或具有鋁。
為了在裝載熱的或冷的物品時(shí)能夠提供附加的加熱功率或制冷功率，能夠設(shè)有至少一個(gè)潛熱儲(chǔ)存器。該潛熱儲(chǔ)存器能夠設(shè)置在內(nèi)壁的使用空間側(cè)的、優(yōu)選制冷空間側(cè)的面上。所述潛熱儲(chǔ)存器從調(diào)溫的內(nèi)部空間中吸收熱量或者將熱量輸出到調(diào)溫的內(nèi)部空間中從而輔助熱電元件。
調(diào)溫的內(nèi)部空間根據(jù)設(shè)備的類型(制冷設(shè)備、加熱柜等)被冷卻或加熱。
優(yōu)選提出：潛熱儲(chǔ)存器與固體和/或液體換熱器和/或熱管導(dǎo)熱地連接。
潛熱儲(chǔ)存器例如能夠由石蠟構(gòu)成或具有石蠟。
在本發(fā)明的另一設(shè)計(jì)方案中提出：所述容器為冷卻和/或冷凍設(shè)備，并且固體或設(shè)備的內(nèi)壁構(gòu)成為，使得在固體的或內(nèi)壁的表面上的至少一個(gè)位置處，與在固體的或者內(nèi)壁的表面的其它區(qū)域中相比，產(chǎn)生更低的溫度，并且設(shè)有用于將那里形成的冷凝物導(dǎo)出的機(jī)構(gòu)。
在一個(gè)實(shí)施方式中提出：根據(jù)本發(fā)明的容器為冷卻和/或冷凍設(shè)備，尤其為家庭設(shè)備或商用的冷卻設(shè)備。例如包括如下設(shè)備，所述設(shè)備針對(duì)固定地設(shè)置在家庭中、酒店房間中、商用廚房或酒吧中而設(shè)計(jì)。其例如也能夠是冷酒器。此外，本發(fā)明也包括冷卻和/或冷凍箱。根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備能夠具有用于聯(lián)接到供電裝置上的、尤其連接到家庭電網(wǎng)上的接口(例如插頭)和/或具有用于在家具壁龕內(nèi)部進(jìn)行固定的立式或裝入式輔助裝置，例如調(diào)節(jié)支腳或接口。設(shè)備例如能夠是裝入式設(shè)備或者也能夠是立式設(shè)備。
在一個(gè)實(shí)施方式中，容器或設(shè)備構(gòu)成為，使得所述容器能夠以交流電壓、例如家庭電網(wǎng)電壓來運(yùn)行，所述家庭電網(wǎng)電壓例如為120V和60Hz或230V和50Hz。在一個(gè)替選的實(shí)施方式中，容器或設(shè)備構(gòu)成為，使得所述容器或設(shè)備能夠以例如電壓為5V、12V或24V的直流電流運(yùn)行。在該設(shè)計(jì)方案中能夠提出：在設(shè)備內(nèi)部或外部設(shè)有插頭電源，所述設(shè)備能夠經(jīng)由所述插頭電源來運(yùn)行。在該實(shí)施方式中，使用熱電的熱泵的優(yōu)點(diǎn)是：僅在電源處出現(xiàn)完整的EMV問題。
特別地，能夠提出：冷卻和/或冷凍設(shè)備具有柜狀的造型和使用空間，所述使用空間在其前側(cè)(在柜的情況下在其上側(cè))上對(duì)于用戶是可進(jìn)入的。使用空間能夠劃分成多個(gè)隔間，所述隔間均在相同的或不同的溫度下運(yùn)行。作為替選方案，能夠僅設(shè)有一個(gè)隔間。在使用空間或隔間之內(nèi)，也能夠設(shè)有貯存輔助裝置，例如托盤、抽屜或瓶支架(在箱的情況下還存在空間劃分器)，以便確保冷卻和/或冷凍物品的最佳貯存和最佳的空間利用。
使用空間能夠通過至少一個(gè)可圍繞豎直軸線樞轉(zhuǎn)的門封閉。在箱的情況下，可以考慮可圍繞水平軸線樞轉(zhuǎn)的翻蓋或滑動(dòng)頂蓋作為封閉元件。門或其他封閉元件在關(guān)閉狀態(tài)下能夠借助環(huán)繞的磁體密封件與體部基本上空氣密封地連接。優(yōu)選地，門或其他封閉元件也是熱絕緣的，其中能夠借助起泡裝置并且必要時(shí)借助真空絕緣板實(shí)現(xiàn)熱絕緣，或者也優(yōu)選借助真空系統(tǒng)并且尤其優(yōu)選借助全真空系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)。在門的內(nèi)側(cè)上必要時(shí)能夠設(shè)置門架，以便也能夠在那里貯存冷卻物品。
在一個(gè)實(shí)施例中，其能夠是小型設(shè)備。在這種設(shè)備中，通過容器的內(nèi)壁限定的使用空間例如具有小于0.5m3、小于0.4m3或小于0.3m3的容積。
容器或設(shè)備的外部尺寸優(yōu)選在高度、寬度和深度方面位于不超過1m的范圍中。
但是，本發(fā)明不限制于冷卻和/或冷凍設(shè)備，而是通常涉及具有調(diào)溫的內(nèi)部空間的設(shè)備、例如也涉及加熱柜或加熱箱。
在具有加熱的內(nèi)部空間的容器或設(shè)備的情況下，借助于固體將熱量從容器的外殼或從環(huán)境引導(dǎo)至熱電元件，并且借助于固體通過熱傳導(dǎo)將熱量從該熱電元件引導(dǎo)至內(nèi)部空間或引導(dǎo)至對(duì)容器的內(nèi)部空間限界的內(nèi)壁。
附圖說明
根據(jù)在附圖中示出的實(shí)施例詳細(xì)闡述本發(fā)明的其他的細(xì)節(jié)和優(yōu)點(diǎn)。
唯一的視圖示出貫穿根據(jù)本發(fā)明的制冷設(shè)備的橫截面視圖。
具體實(shí)施方式
附圖通過附圖標(biāo)記10’、12’示出由鋁構(gòu)成的殼體壁，所述殼體壁形成與環(huán)境接觸的外面和冷卻的內(nèi)部空間的內(nèi)面。
用附圖標(biāo)記20表示珀?duì)柼鲧隊(duì)柼柚淅鋮^(qū)域與鋁固體12導(dǎo)熱連接，并且借助熱區(qū)域與鋁固體10導(dǎo)熱連接。
如從附圖中所得知的那樣：物體10、12的厚度、即垂直于設(shè)備的外側(cè)和內(nèi)側(cè)的延伸部朝珀?duì)柼?0增加。
而物體10、12在平行于外側(cè)和內(nèi)側(cè)的方向上的面延伸部從外部并且從內(nèi)部朝珀?duì)柼p小。
附圖標(biāo)記30表示夾緊設(shè)備，所述夾緊設(shè)備將物體10、12固定在珀?duì)柼?0上。
附圖標(biāo)記的40表示以簡(jiǎn)化圖示出的門密封件以及迷宮件。設(shè)備門未被示出。
用附圖標(biāo)記50表示真空隔離裝置，所述真空隔離裝置在內(nèi)壁12’和外壁10’之間延伸。由于經(jīng)過真空隔離裝置的熱量輸入小，所以通過珀?duì)柼?0產(chǎn)生的相對(duì)小的加熱功率足以冷卻內(nèi)部空間100。
對(duì)于引入較大量的熱的制冷物品的情況而言，設(shè)有潛熱儲(chǔ)存器，例如石蠟，所述潛熱儲(chǔ)存器在這種情況下輔助設(shè)備的制冷功率。
如此外從附圖中所得知的那樣：導(dǎo)熱地與珀?duì)柼?0連接的固體10、12不僅形成“熱運(yùn)輸機(jī)構(gòu)”，而且同時(shí)也形成設(shè)備的內(nèi)壁12’以及外壁10’。
至內(nèi)壁12’的熱傳遞和從外壁10’處起的熱傳遞優(yōu)選靜態(tài)地進(jìn)行，即在不應(yīng)用鼓風(fēng)機(jī)的情況下進(jìn)行，由此產(chǎn)生相應(yīng)的能量節(jié)約。
在附圖中示出的實(shí)施例中，僅通過固體10、12進(jìn)行從內(nèi)向外的熱運(yùn)輸。然而，本發(fā)明也包括將一個(gè)或多個(gè)液體換熱器和/或熱管用于熱運(yùn)輸。作為替選方案或者除此之外，這種熱運(yùn)輸能夠用于所提出的固體熱傳導(dǎo)。