Regeleinrichtung für Kühlgeräte auf thermoelektrischer Basis
Gegenstand der Erfindung ist eine Regeleinrichtung
für Kühlgeräte, insbesondere Kleinkühlgeräte mit
thermoelektrischer Kühlung.
Die Eigenart dieses Kühlsystems läßt die Verwen-
dung der bisher, z. B. bei Kompressionskälteanlagen,
üblichen Regeleinrichtungen als wenig zweckmäßig
erscheinen, und es ist die Aufgabe der Erfindung, für
Kühlgeräte der vorgenannten Art eine elektrische
Temperaturregelung zu finden, die möglichst einfach
und wirtschaftlich ist und deren Unterbringung am
Kühlgerät keine Schwierigkeiten bereitet.
Erfindungsgemäß wird dies durch eine Einrichtung
erreicht, die aus einem Halbleiter (Transistor) im
Stromkreis der Thermoelemente besteht, der über
einen als @@"ärinefühler dienenden Widerstand mit
negativen Temperaturkoeffizienten, einen sogenann-
ten Heißleiter gesteuert wird. Als Heißleiter findet
dabei zweckmäßig ein geeigneter Thermistor an sich
bekannter Art oder ein Ferrit mit besonders hohem
negativem Temperaturkoeffizienten Anwendung. Die
Regelung selbst wird vorteilhaft kontinuierlich ge-
staltet, indem man den Heißleiter in Reihe mit einem
regelbaren Ohmschen Widerstand schaltet, die zusam-
men ein Potentiometer bilden, dessen Abgriff mit dem
Emitter des Transistors verbunden ist. Die Anord-
ntinj hat den Vorteil, claß der Arbeitsstromkreis
praktisch leistungslos und trägheitslos gesteuert wer-
;len kann, da für den Steuerstromkreis des Transistors
nur eine sehr kleine Gleichstromduelle benötigt wird.
Die Anwendung eines Heißleiters als @@'ärinefiililer
hat gegenüber den üblichen Regelelementen noch den
Vorteil, daß für seine Verbindung mit dem Schalt-
lied nur dünne Leiter benötigt werden, die beziiglich
der Wärmeisolation des Kühlschrankes die geringst-
möglichen Wärmebrücken darstellen. Der Aufwand
für (lie gesattitc Regeleinriclitttng ist minimal, und
es
1<;1u11 eine sehr hohe Regelgenauigkeit erreicht wer-
den. :\n Stelle eines Transistors könnte selbstver-
st:indlich auch eine gittergesteuerte Röhre verwendet
werden, die bekanntlich das duale Schaltelement eines
Transistors ist.
In vier Zeichnung ist eine solche Regeleinrichtung
11n11 ihre Schaltung schematisch dargestellt. 'Mit 1
sind die Tliernioeleinetite bezeichnet, deren kalte Uöt-
stellcn im Kühlraum K liegen. 2 ist die Leistungs-
quelle, die den erforderlichen Gleichstrnin für die
Thernioelemente liefert. 3 ist ein Transistor mit drei
Elektroden, der mit der Basis h und dem Kollektor 1,
in den Strnmkrcis der Thcrmneleinente cingescli:iltet
ist. Der htnittcr t# ist finit dem ans einer kleinen Gleich-
strnnirluelle 6 gespeisten Stromkreis verbunden, der
einen ini Kühlraum als Wärmefühler angeordneten
Ileißleiter Ri, (4) und einen Regelwiderstand R1 (5)
enthält. Der Emitter liegt an dem Verbindungspunkt
zwischen Heißleiter 4 und Regelwiderstand 5, er kann
aber auch bei Ausbildung des Regelwiderstandes als
Potentiometer an dessen Abgriff liegen.
Die Wirkungsweise der Regeleinrichtung ist fol-
gende, wobei die Wirkungsweise des Transistors als
bekannt vorausgesetzt werden kann.
Die Gleichstromduelle des Stromkreises bildet
zweckmäßig eine Abzweigung von der Betriebsstrom-
quelle, die in der Regel das normale Wechselstrom-
netz sein wird, aus dem der Betricbsstroin über Trans-
formator und Gleichrichter entnommen wird. Dabei
kann auch der Steuerstrom leicht von einem Trans-
formatorabgriff abgezweigt und gleichgerichtet wer-
den. Die Dimensionierung von Heißleiter und Rege1-
widerstaud richtet ;ich nach der geforderten Kälte-
leistung und dem Temperaturbereich, in dem die Re-
gelung stattfinden soll. Außerdem sind die Spannun-
gen so zu Wählen, daß der T_niitter gegenüber der
Basis eine positive Spannung hat.
Beiindet sich der l-Ziiltlratini auf der tiefsten Tem-
peratur, dann muß R" > R1 sein. Dann liegt prak-
tisch der gesamte Spaltllttil@@abtall im Steucrl;reis all
Ri,, und der Emitter befindet sich auf deinselhen Po-
tential wie die -Basis, so daß der Retricbsstroinkreis
gesperrt ist. Wird der Kühlraum wärmer, so nimmt
<ler Widerstand R" ab und nähert sich dein Cingestell-
tcn Wert von R1, also R,i,- J R1. Der Spannungsabfall
verteilt sich auf die ])eitlen Widerst:inde, und (ler
Emitter wird positiver, die Leisttitigsrluelle beginnt
Leistung abzugeben, und die Tlierniocleinente werden
wirksam. Ist der Kühlraum zti stark envarnit, so
wird R" < Ri, cl. 1i., der Spanntingsahfall (les Steuer-
kreises liegt praktisch nur an R1. Der rntitter
wird damit stark positiv gegenüber der Basis
und der Betriehsstroni entsprechend stärker, so claß
die Therniocleinente voll wirksam werdest und eine
rasche Widerabkühlung bewirken. Die Temperatur,
hei der die Spannung des Betriebsstromkreises aufgehoben wird und
die Therrnoelemente zu arbeiten beginnen, läßt sich durch entsprechende \'1'a11
der Spannungen und der Widerstandswerte für RI, und R, leicht und genau festlegen,
ebenso der Temperaturbereich, in dein geregelt Wird, durch den Regell>creich von
R' l'Control device for cooling devices on a thermoelectric basis The invention relates to a control device
for cooling devices, especially small cooling devices with
thermoelectric cooling.
The nature of this cooling system allows the use
dung of so far, z. B. in compression refrigeration systems,
usual control devices as not very useful
appear, and it is the object of the invention for
Cooling devices of the aforementioned type are electric
Finding temperature control that is as easy as possible
and is economical and its placement on
Cooling device does not cause any problems.
According to the invention, this is achieved by a device
achieved, which consists of a semiconductor (transistor) in the
The circuit of the thermocouples consists of
a resistor serving as a @@ "arine sensor
negative temperature coefficient, a so-called
th NTC thermistor is controlled. As an NTC thermistor
a suitable thermistor per se is expedient
known type or a ferrite with a particularly high
negative temperature coefficient application. the
The control itself is advantageously operated continuously
by placing the thermistor in series with a
controllable ohmic resistance switches, the inter-
men form a potentiometer whose tapping with the
Emitter of the transistor is connected. The arrangement
ntinj has the advantage that the working circuit
can be controlled practically without power and inertia
; len can, as for the control circuit of the transistor
only a very small DC duel is needed.
The use of a thermistor as a @@ 'ärinefiililer
has compared to the usual control elements
Advantage that for its connection with the switching
lied, only thin conductors are needed
the heat insulation of the refrigerator the least
represent possible thermal bridges. The effort
for ( lie saturated regulation facility is minimal, and it
1 <; 1u11 a very high control accuracy can be achieved
the. : \ n Place of a transistor could
st: a grid-controlled tube is also used
which is known to be the dual switching element of a
Transistor is.
Such a control device is shown in four drawings
11n11 their circuit is shown schematically. 'With 1
are the Tliernioeleinetites, whose cold Uöt-
lie in the refrigerator compartment K. 2 is the performance
source that provides the required DC power for the
Thernioelemente supplies. 3 is a transistor with three
Electrodes connected to the base h and the collector 1,
in the curriculum of the thermal element cingescli: iltet
is. The htnittcr t # is finite to a small equal
strnnirluelle 6 connected to the powered circuit
an ini cooling room arranged as a heat sensor
Loose conductor Ri, (4) and a rheostat R1 (5)
contains. The emitter is at the connection point
between thermistor 4 and rheostat 5, he can
but also with the training of the rheostat as
Potentiometer at its tap.
The mode of operation of the control device is as follows
gende, the mode of operation of the transistor as
can be assumed known.
The DC duel of the circuit forms
expediently a branch from the operating current
source, which is usually the normal alternating current
network from which the operational stream via trans-
formator and rectifier is removed. Included
the control current can also easily be transferred from a
tapped off and rectified
the. The dimensioning of the NTC thermistor and
resistance judges; I according to the required cold
power and the temperature range in which the re-
should take place. In addition, the voltages
gen to choose so that the T_niitter opposite the
Base has a positive voltage.
If the l-ciiltlratini is at the lowest temperature
temperature, then R "must be> R1.
table the entire gap in the control panel
Ri ,, and the emitter is on your po-
potential like the -base, so that the Retricbsstroin circle
Is blocked. If the refrigerator compartment becomes warmer, it increases
<ler resistance R "and approaches your Cingestell-
tcn value of R1, i.e. R, i, - J R1. The voltage drop
is distributed over the]) vain resistance: inde, and (ler
The emitter becomes more positive, the power source begins
To deliver power, and the Tlierniocleinente will be
effective. If the cold room is partially envarnit, so
becomes R "<Ri, cl. 1i., the tensioning case (les tax
circle is practically only due to R1. The knitter
thus becomes strongly positive towards the base
and the operating stroni correspondingly stronger, so class
the Therniocleinente become fully effective and one
cause rapid re-cooling. The temperature,
When the voltage of the operating circuit is released and the thermal elements begin to work, the voltage and resistance values for RI, and R, can be easily and precisely determined by appropriate \ '1'a11, as can the temperature range in which the regulation is carried out the rule> creich of R ' l'