DE102024000408A1

DE102024000408A1 - Vorrichtung für ein Temperieren eines Materials

Info

Publication number: DE102024000408A1
Application number: DE102024000408.4A
Authority: DE
Inventors: Karam Farkhat
Original assignee: Coolnis GmbH
Current assignee: COOLNIS GMBH, DE
Priority date: 2024-02-08
Filing date: 2024-02-08
Publication date: 2025-08-14
Also published as: WO2025168172A1

Abstract

Bei einer Vorrichtung (1) für ein wahlweises Temperieren eines insbesondere flexiblen Materials, die zwei Wärmetauscher (3,4) aufweist, sind die beiden Wärmetauscher (3,4) in einem mit einer Flüssigkeit beaufschlagten Kreislauf (2) angeordnet, ist ein flexibler Wärmetauscher (3) in dem Material eingebettet und ist der zweite Wärmetauscher (4) mit wenigstens einem Heiz- (9) und einem Kühlelement (10) versehen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung für ein wahlweises Temperieren eines insbesondere flexiblen Materials, die zwei Wärmetauscher ausweist.
Vorrichtungen für das Temperieren, insbesondere das Erwärmen von beispielsweise Kleidung, sind in vielfältigen Ausführungsformen bekannt und bewährt. Allerdings sind solche Vorrichtungen, die sowohl ein Erwärmen als auch ein Kühlen von flexiblen Materialien wie Kleidungsstücke oder dergleichen erlauben, konstruktiv aufwendig und entsprechend voluminös.
Vor diesem Hintergrund macht die Erfindung es sich zur Aufgabe, eine kompakte Vorrichtung der eingangs genannten Art zur Verfügung zu stellen, die darüber hinaus sehr energieeffizient ist.
Gelöst wird diese technische Problematik durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen gem. des Anspruchs 1.
Von Vorteil ist zunächst, dass diese Vorrichtung lediglich einen mit einer Flüssigkeit beaufschlagten Kreislauf nutzt, in dem zwei Wärmetauscher angeordnet sind. Entsprechend bedarf es auch nur einer Pumpe in dem einen Kreislauf. Die Verwendung eines flexiblen Wärmetauschers in dem Material erlaubt eine weitestgehende, individuelle Gestaltung, beispielsweise einer Bekleidung, einer Polsterung oder dergleichen.
In einfacher Weise und kostengünstig kann der zweite Wärmetauscher durch einen Flüssigkeitstank ausgebildet werden.
Der zweite Wärmetauscher ist mit wenigstens einem Heiz- und Kühlelement versehen, so dass unmittelbar Wärme oder Kälte in den Kreislauf eingebracht werden kann. Dazu ist zweckmäßigerweise das Heiz- und das Kühlelement unmittelbar an oder in dem zweiten Wärmetauscher angeordnet.
In einer konstruktiven Ausgestaltung der Vorrichtung nach der Erfindung ist vorgesehen, dass das Heizelement eine elektrisch betriebene Heizpatrone und das Kühlelement ein Pelletierelement ist. Beides lässt sich mit vergleichsweise geringem Energieaufwand betreiben.
Um die beim Kühlvorgang von dem Pelletierelement erzeugte Wärme abzuführen ist weiter eine wie ein weiterer Wärmetauscher arbeitende Wärmesenke vorgesehen. Dabei wird die Wärme über eine Wärmeröhre, eine Heatpipe, an einen Kühlkörper mit einem Ventilator abgegeben. Solche Heatpipes ermöglichen eine effiziente Wärmeübertragung auch bei kleinen Querschnittsflächen. Über flexible Schläuche kann diese Wärme sodann an beliebige Stellen in der Umgebung abgeführt werden.
Kostengünstig und sehr beliebig gestaltbar ist der flexible Wärmetauscher, wenn dieser zwei flächig und parallel sich erstreckende Folien oder Folienabschnitte aufweist, die linien- und punktförmig miteinander verbunden sind.
Sind die Verbindungen Schweißnähte und Schweißpunkte, beispielsweise hergestellt durch Hochfrequenzschweißen bei PVC- oder PU-Folien, erhält man einen sehr flachbauenden, jedoch durchaus großflächigen, flexiblen Wärmetauscher.
Weiter ist eine elektronische Steuerung vorgesehen,
Eine solche Steuerungselektronik wird integrierte Tasten und bevorzugt eine Applikation aufweisen. Damit lässt sich die Temperatur manuell oder auch automatisiert regeln und kann mit Hilfe von Sensoren eine Beobachtung, eine Dokumentation und eine Analyse des Nutzungsverhaltens erfolgen, so dass durch die Applikation die individuelle Wohlfühltemperatur erkannt werden kann. Als zweckmäßig hat es sich dabei erwiesen, wenn die Stromversorgung per USB-Schnittstelle erfolgt, die an eine handelsübliche Powerbank angeschlossen werden kann. So kann weitgehend ist Echtzeit die Ist-Temperatur mit der Soll-Temperatur verglichen werden und ist damit ein automatisierter Regelungsablauf für die Ansteuerung der Heiz- und Kühlleistung möglich.
Wenn auch darauf nicht beschränkt, so ist doch eine bevorzugte Verwendung der Vorrichtung nach der Erfindung ihre Einarbeitung in ein textiles Material angedacht, bspw. Tiermatten, aber auch in eine Motorradbekleidung, insbesondere eine Jacke oder eine unter der Jacke zu tragende Weste. Sommers wie Winters kann dann den motorradfahrenden Personen eine Wohlfühltemperatur geboten werden.
Die Vorrichtung nach der Erfindung wird anhand der Zeichnung näher erläutert, in der lediglich schematisch Ausführungsbeispiele dargestellt sind. In der Zeichnung zeigt:

1: den prinzipiellen Aufbau der Vorrichtung und
2: schematisch einen flexiblen Wärmetauscher.

Die Vorrichtung 1 nach der Erfindung weist lediglich einen mit einer Flüssigkeit beaufschlagten Kreislauf 2 auf. In den Kreislauf 2 ist ein flexibler Wärmetauscher 3 und ein zweiter Wärmetauscher 4 eingebunden, der in einfacher Weise durch einen Flüssigkeitstank ausgebildet wird. Eine Pumpe 5 sorgt für den nötigen Druckaufbau. Verbunden sind die Wärmetauscher 3,4 und die Pumpe 5 durch flexible Schläuche 6-8. Der Wärmetauscher 3 ist in ein flexibles Material eingebettet, das sowohl erwärmt als auch gekühlt werden kann.
Dazu erfolgt über den zweiten Wärmetauscher 4 die Beaufschlagung des Kreislaufes 2 mit Kälte oder Wärme. Entsprechen ist der zweite Wärmetauscher 4 mit wenigstens einem Heizelement 9 in Form einer elektrisch betriebenen Heizpatrone für das Erwärmen und einem Kühlelement 10, einem Pelletierelement, für das Abkühlen versehen.
Wird der zweite Wärmetauscher 4 von dem unmittelbar daran angeordneten Pelletierelement 10 mit Kälte beaufschlagt, wird die dabei von der Rückseite des Pelletierelements Wärme abgegeben. Über eine Heatpipe (12) wird die Wärme an eine Wärmesenke 11 abgeführt. Diese setzt sich aus einem Kühlkörper, vorzugsweise aus Aluminium, und einem Ventilator zusammen. Diese Wärme wird sodann über insbesondere flexible Kunststoffrohre an die Umgebung abgegeben.
Anhand der 2 wird der Aufbau eines flexiblen Wärmetauschers 15 weiter erläutert. Der Wärmetauscher 15 weist eine untere Folie 16 und eine obere Folie 17 auf, ggf. auch gefaltete Folienabschnitte. Randseitig sind die Folien 16,17 miteinander verschweißt. Eingearbeitet in den Rand sind weiter ein Zufluss 18 und eine Abfluss 19.
Die obere und die untere Folie 16,17 sind durch eine Vielzahl von Schweißpunkten 20 miteinander verhaftet. Bei dem Ausführungsbeispiel sind die Schweißpunkte 20 regelmäßig, matrixartig angeordnet. Damit ist der Wärmetauscher 15 für eine vergleichsweise großflächige Wärme- bzw. Kälteübertagung geeignet.
Dem Zufluss 18 diagonal gegenüberliegend tritt die Flüssigkeit in einen randseitigen Kanal 21 ein, der zu dem Abfluss 19 führt und der durch linienförmige Schweißnähte 22 berandet ist.
Die in 2 dargestellte Geometrie des Wärmetauschers 15 ist lediglich beispielhaft.
Bezugszeichenliste:

1: Vorrichtung
2: Kreislauf
3: Wärmetauscher
4: Wärmetauscher, Flüssigkeitstank
5: Pumpe
6: Schlauch
7: Schlauch
8: Schlauch
9: Heizelement, Heizpatrone
10: Kühlelement, Pelletierelement
11: Wärmesenke
12: Wärmeröhre
13
14
15: Wärmetauscher
16: Folie
17: Folie
18: Zufluss
19: Abfluss
20: Schweißpunkt
21: Kanal
22: Schweißnaht

Claims

Vorrichtung (1) für ein wahlweises Temperieren eines insbesondere flexiblen Materials, aufweisend zwei Wärmetauscher (3,4), dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Wärmetauscher (3,4) in einem mit einer Flüssigkeit beaufschlagten Kreislauf (2) angeordnet sind, dass ein flexibler Wärmetauscher (3) in dem Material eingebettet ist und dass der zweite Wärmetauscher (4) mit wenigstens einem Heiz- (9) und einem Kühlelement (10) versehen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Wärmetauscher (4) ein Flüssigkeitstank ist.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Heiz- (9) und das Kühlelement (10) unmittelbar an oder in dem zweiten Wärmetauscher (4) angeordnet sind.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Heizelement (9) eine elektrisch betriebene Heizpatrone und das Kühlelement (10) ein Pelletierelement ist.
Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die von dem Pelletierelement (10) erzeugte Wärme über eine Wärmeröhre (12) an einen Kühlkörper mit einem Ventilator abgegeben wird.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der flexible Wärmetauscher (15) zwei flächig und parallel sich erstreckende Folien (16,17) oder Folienabschnitte aufweist, die linien- und punktförmig miteinander verbunden sind.
Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungen Schweißnähte (22) und Schweißpunkte (20) sind.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine elektronische Steuerung.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ihre Einarbeitung in ein textiles Material.