DE1151262B

DE1151262B - Device for utilizing the Peltier effect with several Peltier units

Info

Publication number: DE1151262B
Application number: DES72113A
Authority: DE
Inventors: Fritz Mueller; Dr Heinz Mueller
Original assignee: Siemens Elektrogaerate GmbH
Current assignee: SEG Hausgeraete GmbH
Priority date: 1961-01-19
Filing date: 1961-01-19
Publication date: 1963-07-11
Also published as: US3220198A; GB935679A

Description

Bei Kühlschränken, insbesondere bei Haushaltkühlschränken, besteht das Bedürfnis, den Kühlraum in eine Vielzahl von Fächern zu unterteilen, in denen unterschiedliche Betriebsbedingungen herrschen sollen. Man will beispielsweise ein Normalkühlfach haben, in dem eine Temperatur von etwa +5⁰C aufrechterhalten wird. Man legt ferner Wert auf ein Tiefkühlfach, in dem eine unterhalb des Gefrierpunktes liegende Temperatur erwünscht ist. Ferner ist es erforderlich, für die Aufbewahrung von Gemüse, Butter od. dgl. abweichende Betriebsbedingungen zu haben. Bei den bisher üblichen mit Kompressionskältemaschinen oder Absorptionskältemaschinen ausgerüsteten Kühlschränken wird zur Lösung dieser Aufgabe bei Verwendung eines einzigen Verdampfers durch den Einbau von isolierenden Zwischenwänden im Kühlraum oder durch ähnliche Mittel die jeweils in den einzelnen Fächern gewünschte Temperatur aufrechterhalten. Bei Kompressionskältemaschinen ist es auch schon bekannt, für den gewünschten Zweck von einem Kompressor aus zwei in voneinander isolierten Fächern eines Kühlschrankes befindliche Verdampfer zusammen zu betreiben, die so geregelt werden, daß in den Fächern unterschiedliche Temperaturen herrschen. Wenn man dagegen zur Lösung der genannten Aufgabe nur einen Verdampfer benutzt, so macht die unterschiedliche Einregelung verschiedener Temperaturen in zwei voneinander isolierten Fächern eines Kühlschrankes besondere Schwierigkeiten, und es gelingt nicht immer, diese Aufgabe in vollkommener Weise zu lösen.In the case of refrigerators, in particular household refrigerators, there is a need to subdivide the cooling space into a large number of compartments in which different operating conditions should prevail. For example, you want to have a normal refrigerator compartment in which a temperature of about +5 ⁰ C is maintained. It is also important to have a freezer compartment in which a temperature below freezing is desired. It is also necessary to have different operating conditions for storing vegetables, butter or the like. In the conventional refrigerators equipped with compression chillers or absorption chillers, the desired temperature in the individual compartments is maintained in order to solve this problem when using a single evaporator by installing insulating partitions in the cold room or by similar means. In compression refrigeration machines, it is already known to operate a compressor from two evaporators located in isolated compartments of a refrigerator together for the desired purpose, which evaporators are controlled so that different temperatures prevail in the compartments. If, on the other hand, only one evaporator is used to solve the problem mentioned, the different regulation of different temperatures in two separate compartments of a refrigerator makes particular difficulties, and it is not always possible to solve this problem in a perfect way.

Die Erfindung betrifft dagegen eine Vorrichtung zur Ausnutzung des Peltiereffektes mit mehreren Peltieraggregaten, die zum Kühlen mehrerer Kühlräume mit verschiedenen Kühltemperaturen dienen und denen ein gemeinsames Netzteil zugeordnet ist, und zielt darauf ab, die eingangs geschilderte Aufgabe in einer sehr einfachen und vorteilhaften Weise zu lösen.In contrast, the invention relates to a device for utilizing the Peltier effect with several Peltier units that are used to cool several cold rooms with different cooling temperatures and to which a common power supply unit is assigned, and aims to achieve the task described above to solve in a very simple and advantageous way.

Gemäß der Erfindung besteht die Vorrichtung aus zwei oder mehreren je getrennt für sich isolierten und getrennt montierbaren Kühleinheiten, die, je mit einem Peltieraggregat oder mit mehreren Peltieraggregaten ausgerüstet, als Kühlboxen von z. B. 5 bis 10 1 Inhalt ausgeführt und vorzugsweise zu einer vom Verbraucher selbst zu bestimmenden Kühlmöbelform zusammenzufügen sind.According to the invention, the device consists of two or more each separately isolated and separately mountable cooling units, each with a Peltier unit or with several Peltier units equipped, as cool boxes of z. B. 5 to 10 1 content carried out and preferably to one of the Consumers self-determined refrigeration cabinet shape are to be put together.

Die Erfindung geht davon aus, daß man durch Anwendung von elektrothermischen Kühleinrichtungen in der Lage ist, die Kälteerzeuger, die einem gemeinsamen Netzteil zugeordnet sind, in beliebiger, dem jeweiligen Kühlzweck angepaßter Weise zu unterVorrichtung The invention assumes that by using electrothermal cooling devices is able to use the cold generators, which are assigned to a common power supply unit, in any, the respective cooling purpose adapted manner to under device

zur Ausnutzung des Peltiereffektes
mit mehreren Peltieraggregatento utilize the Peltier effect
with several Peltier units

Anmelder:
Siemens-Electrogeräte Aktiengesellschaft,Applicant:
Siemens-Electrogeräte Aktiengesellschaft,

Berlin und München,
München 1, Oskar-von-Miller-Ring 18Berlin and Munich,
Munich 1, Oskar-von-Miller-Ring 18

Fritz Müller, Berlin-Waidmannslust,Fritz Müller, Berlin-Waidmannslust,

und Dr. Heinz Müller, Berlin-Charlotteniburg,and Dr. Heinz Müller, Berlin-Charlotteniburg,

sind als Erfinder genannt wordenhave been named as inventors

teilen und je für sich auf die gewünschte Temperatur einzuregeln. Diese Möglichkeit bieten normale Kompressions- oder Absorptionskältemaschinen nicht in so einfacher Weise, weil man bei diesen eine entsprechende Vielzahl von Einzelverdampfern mit ihren zusätzlichen Kältemittelleitungen anwenden müßte. Dadurch, daß beim Erfindungsgegenstand mehrere je getrennt für sich isolierte und getrennt montierbare Kühleinheiten zur Anwendung kommen, kann man einen Kühlschrank, z. B. einen Wandschrank, beispielsweise in einzelne mittels Peltieraggregaten gekühlte Kühleinheiten, z. B. in 5- bis 10-1-Boxen, auflösen. Diese Klein-Kühlboxen können als Anbau-Kühlboxen universell verwendet werden, und zwar dadurch, daß sich jedwede Anzahl von ihnen zu beliebigen, in Form und Größe vom Verbraucher selbst wählbaren Kühlmöbelformen zusammenstellen läßt. Man kann beispielsweise bei Anwendung der Erfindung eine Küchenwand je nach Wunsch mit Einzelkühleinheiten bestücken, und es lassen sich bei Anwendung der Erfindung z. B. auch Einbaunischen od. dgl. ausfüllen.and adjust each to the desired temperature. This possibility is offered by normal compression or absorption chillers are not so simple because they have a corresponding A large number of individual evaporators with their additional refrigerant lines would have to use. The fact that in the subject matter of the invention a plurality of each separately isolated and separately mountable Cooling units are used, one can use a refrigerator, e.g. B. a closet, for example in individual cooling units cooled by means of Peltier units, e.g. B. in 5- to 10-1 boxes, dissolve. These small cool boxes can be used universally as add-on cool boxes in that any number of them can be made to any shape and size by the consumer himself selectable refrigeration cabinet shapes can be put together. For example, when applying the invention Equip a kitchen wall with individual cooling units as desired, and it can be used when using of the invention z. B. also installation niches or the like. Fill out.

Die einzelnen, je für sich getrennt isolierten und getrennt montierbaren Kühleinheiten werden bei der Erfindung dem speziellen Verwendungszweck in Größe und Innenausstattung angepaßt. So kann man beispielsweise getrennt isolierte Kühleinheiten für das Normalkühlfach, für ein Butterfach, für ein Flaschen-The individual cooling units, each isolated separately and separately mountable, are used in the Invention adapted to the specific purpose in terms of size and interior fittings. So you can For example, separately insulated cooling units for the normal refrigerator compartment, for a butter compartment, for a bottle

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fach od. dgl. ausführen und diese dem jeweils gewünschten Verwendungszweck besonders anpassen. Dadurch, daß bei der Erfindung ein Kühlschrank der bisher üblichen Größe in einzelne Klein-Kühlboxen unterteilt wird, entsteht durch die universelle Erweiterungsmöglichkeit für den Verbraucher ein preisgünstiger Beginn, da er bei der Anschaffung zunächst beispielsweise mit einem oder zwei Normalkühlfächern anfangen kann und in der Lage ist, später seine Kühlmöbel durch Anbau von Flaschenfächern, Butterfächern od. dgl. zu erweitern. Ein besonderer Vorteil beim Gegenstand der Erfindung besteht darin, daß die verschiedenen Gebrauchsgüter aromatisch getrennt werden, während dies bei Kühlschränken der bisher üblichen Bauform mit den Gesamtkühlraum in Einzelfächer unterteilenden Zwischenboden nicht der Fall ist. Zudem werden die Gebrauchsgüter beim Gegenstand der Erfindung in einfacher Weise genau auf ihrer gewünschten Temperatur gehalten und sind durch die für jede Einzelkühlbox vorhandene Tür auch leicht unabhängig voneinander zugänglich.specialist od. The like. Execute and adapt them to the particular intended use. The fact that in the invention a refrigerator of the usual size in individual small cool boxes is divided, is created by the universal expandability for the consumer Inexpensive start, as it initially comes with, for example, one or two normal cooling compartments when purchasing can begin and is able to later expand its refrigeration units by adding bottle compartments, To expand butter compartments or the like. There is a particular advantage in the subject matter of the invention in that the various consumer goods are aromatically separated, while this is in the case of refrigerators the previously common design with the intermediate floor dividing the entire cooling space into individual compartments is not the case. In addition, the consumer goods in the subject matter of the invention become simpler Way kept exactly at their desired temperature and are through the for each individual cooler existing door also easily accessible independently of each other.

Die bei der Erfindung verwendeten Klein-Kühlboxen können je nach ihrem Verwendungszweck unterschiedliche Abmessungen aufweisen. Man wird sie aber vorzugsweise so ausführen, daß alle Peltieraggregate, die den einzelnen Kühleinheiten zugeordnet sind, als einfache oder gegebenenfalls mehrfache, untereinander einheitliche Baueinheiten (für z.B. 1 Volt, 12 Ampere) ausgeführt sind. Man kann dann also Kühlboxen anwenden, die eine einfache derartige Baueinheit des Peltieraggregates haben. Es können aber auch Kühlboxen ausgeführt werden, die mit einem Mehrfachen der Peltiergrundbaueinheit, z. B. mit 2 Volt 12 Ampere, ausgeführt werden. Bei den Anordnungen dieser Art wird ein gemeinsames Netzteil verwendet, das umschaltbar den Anschluß von beispielsweise mehreren in Reihe geschalteten Peltieraggregaten, die je einer Kühlbox zugeordnet sind, gestattet. Eine andere Ausführungsform besteht darin, daß bei konstanter Peltierbaueinheit durch Einbau eines Gleichrichters in jeder Kühlbox verschiedene derartiger Kühlboxen durch Parallelschaltung bei untereinander gleicher Spannung an einen Transformator mit gemeinsamer Siebeinrichtung angeschlossen sind.The small cool boxes used in the invention can have different dimensions depending on their intended use. You will but they should preferably be carried out in such a way that all Peltier units assigned to the individual cooling units are, as simple or possibly multiple, unitary units (for e.g. 1 volt, 12 amps). You can then use cool boxes that have a simple such Have the unit of the Peltier unit. However, cool boxes can also be made with a multiple of the basic Peltier assembly, e.g. B. with 2 volts 12 amps. Both Arrangements of this type use a common power supply unit, which can switch the connection of, for example several Peltier units connected in series, each assigned to a cool box, allowed. Another embodiment is that with a constant Peltier unit by installation a rectifier in each cool box with different such cool boxes by parallel connection with the same voltage connected to a transformer with a common filter device are.

Bei Anordnungen nach der Erfindung kommt es also unter anderem darauf an, daß für mehrere wahlweise einzeln oder gemeinsam zu betreibende Gleichstromverbraucher ein gemeinsames Netzteil vorhanden ist. Besonders vorteilhaft ist es, ein solches Netzteil so zu bemessen, daß man es überall da, wo im Haushalt Gleichstrom benötigt wird, benutzen kann. Man wird Bemessung und Anschlußmöglichkeiten des Netzteils also so wählen, daß gegebenenfalls außer mehreren mit Peltieraggregaten ausgerüsteten Kühlboxen auch noch andere mit Peltiereinrichtungen arbeitende Haushaltgeräte, z. B. Flaschenkühler, Kühl- oder Wärmeplatten, Kalt- oder Heißwasserspeicher od. dgl., und auch noch sonstige nicht mit Peltiereinrichtungen ausgerüstete, im Haushalt vorhandene Gleichstromverbraucher angeschlossen werden können.In arrangements according to the invention, it is important, inter alia, that for several optional DC consumers to be operated individually or jointly have a common power supply unit. It is particularly advantageous to dimension such a power supply unit so that it can be used anywhere in the household Direct current is required, can use. One becomes dimensioning and connection possibilities of the power supply unit So choose so that, if necessary, in addition to several cool boxes equipped with Peltier units, too still other household appliances working with Peltier devices, e.g. B. bottle cooler, cooling or Hot plates, cold or hot water storage tanks or the like, and also others not with Peltier devices Equipped direct current consumers in the household can be connected.

In den Figuren sind schematisch Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.Exemplary embodiments of the invention are shown schematically in the figures.

Die Fig. 1 und 2 zeigen zunächst schematisch in einer Vorder- und Seitenansicht ein aus vier je getrennt für sich isolierten und getrennt montierbaren Kühleinheiten zusammengesetztes Kühlmöbel. Mit 1 sind die Kühleinheiten bezeichnet. Diese sind auf ein unteres Fußgestell 2 aufgesetzt, das das gemeinsame Netzteil der den einzelnen Einheiten 1 zugeordneten Peltieraggregate aufnimmt. Jede Kühleinheit hat eine vordere Abschlußklappe 3, die in der in der Fig. 2 angedeuteten Pfeilrichtung herunterzuklappen ist, so daß die einzelnen Kühlgutfächer unabhängig voneinander zugänglich sind.1 and 2 initially show schematically in a front and side view one of four, each separated Refrigerated cabinet assembled for isolated and separately mountable cooling units. With 1 the cooling units are designated. These are placed on a lower base 2, which is the common Power pack of the Peltier units assigned to the individual units 1 takes up. Every cooling unit has one front closure flap 3, which is to be folded down in the arrow direction indicated in FIG. 2, so that the individual refrigerated goods compartments are accessible independently of one another.

In den Fig. 3 und 4 ist ein Ausführungsbeispiel ίο einer einzelnen derartigen getrennt isolierten Kühleinheit in einem Längs- und einem Querschnitt dargestellt. Die Kühlbox besteht aus einer inneren, den Kühlraum umschließenden Kühlzelle 21, einem Außengehäuse 22 und der dazwischen befindlichen Isolierung 23. Auf der der Tür zugekehrten Seite ist die Kühlzelle 21 mit dem Außengehäuse 22 durch einen schlecht wärmeleitenden Abschlußrahmen 24 verbunden, der eine Gummidichtung 25 mit darin eingebauten Schließmagneten 26 trägt. Die Tür dient zum Abschluß der vorderen Öffnung und besteht aus der Türbombe 27, der äußeren Blechverkleidung 28 und der dazwischen befindlichen Isolation 29.3 and 4 is an embodiment ίο of a single such separately isolated cooling unit shown in a longitudinal and a cross section. The cool box consists of an inner, den Cooling space enclosing cooling cell 21, an outer housing 22 and the one in between Insulation 23. On the side facing the door, the cooling cell 21 with the outer housing 22 is through a poorly thermally conductive end frame 24 is connected, which has a rubber seal 25 therein built-in closing magnet 26 carries. The door is used to close the front opening and consists of the door bomb 27, the outer sheet metal cladding 28 and the insulation 29 in between.

Für die Kühlung der Kühlbox ist ein Peltieraggregat vorhanden, das aus den beiden Peltierblöcken 30 und 31 besteht. Diese Peltierblöcke sind mit den kalten Seiten einander zugekehrt und liegen hier an einem Wärmeleitkörper 32 an, der einen Bestandteil eines Kühlbügels 33 bildet. Dieser Kühlbügel 33 umklammert die Kühlzelle 21 in der Weise, daß er sich an die Rückwand 34 und an die beiden Seitenwände 35 und 36 gut wärmeleitend anlegt. Die voneinander abgewendeten warmen Seiten der beiden Peltierblöcke 30 und 31 sind mit je einem Wärmeaustauscher 37 und 38 verbunden, die mit Kühlrippen 39 versehen sind. Die Wärmeaustauscher 37 und 38 sind mit Hilfe von Schrauben 40 gegeneinander verspannt und zusammen mit den Peltierblöcken 30 und 31 an dem Wärmeleitkörper 32 festgespannt.For cooling the cool box, a Peltier unit is available, which consists of the two Peltier blocks 30 and 31 exists. These Peltier blocks are facing each other with the cold sides and are here on one Heat conducting body 32, which forms part of a cooling bracket 33. This cooling bracket 33 clasped the cooling cell 21 in such a way that it is attached to the rear wall 34 and to the two side walls 35 and 36 with good thermal conductivity. The warm sides of the two Peltier blocks 30 facing away from one another and 31 are each connected to a heat exchanger 37 and 38 which are provided with cooling fins 39. The heat exchangers 37 and 38 are braced against one another and together with the aid of screws 40 clamped to the heat conducting body 32 with the Peltier blocks 30 and 31.

Die Peltierblöcke 30 und 31 und die verschraubten Teile der Wärmeaustauscher 37 und 38 sind in die rückseitige Kühlschrankisolierung eingebaut, während die Wärmeaustauschrippen 39 in einem an der Rückseite der Kühlbox befindlichen Kühlluftschacht 41 angeordnet sind. Die obere Abdeckung 43 der Kühlbox ist bis über den Kühlluftschacht 41 nach hinten gezogen und hat im Bereich der Rippen 39 Luftdurchtrittsöffnungen 44 für die Kühlluft.The Peltier blocks 30 and 31 and the screwed parts of the heat exchangers 37 and 38 are in the built-in rear refrigerator insulation, while the heat exchange fins 39 in one at the rear the cooling box located cooling air duct 41 are arranged. The top cover 43 of the cool box is pulled back over the cooling air duct 41 and has 39 air passage openings in the area of the ribs 44 for the cooling air.

In den Fig. 5 und 6 sind Schaltbilder für Netzgeräte dargestellt, die zum Anschluß mehrerer je einer Kühlbox zugeordneter Peltieraggregate dienen. Die Fig. 5 zeigt eine Reihenschaltung mehrerer Baueinheiten, denen ein gemeinsames Netzteil zugeordnet ist. Mit 51 sind die einzelnen Kühlboxen bezeichnet. Jede dieser Boxen enthält ein Peltieraggregat 52. Die Peltieraggregate 52 sind untereinander in Reihe geschaltet und an die Klemmen 53, 54 des gemeinsamen Netzteils 55 angeschlossen. Dieses Netzteil hat einen Transformator 56, der primärseitig über ein Anschlußkabel 57 an das normale Versorgungsnetz zu legen ist. Auf der Sekundärseite sind Gleichrichter 58 und gemeinsame Siebmittel 59 vorhanden. Zwischen der Sekundärseite 60 des Transformators 56 und den Gleichrichtern 58 befinden sich Umschalter 61 und 62, die in der dargestellten Schaltlage a den Anschluß von den dargestellten drei Kühlboxen ermöglichen. Will man nur zwei Kühlboxen anschließen, so werden die Schalter 61 und 62 in die Mittelstellung b gestellt. Bei Anschluß von nur einer Kühl-In FIGS. 5 and 6, circuit diagrams for power supply units are shown, which are used to connect several Peltier units each assigned to a cool box. FIG. 5 shows a series connection of several structural units to which a common power supply unit is assigned. The individual cool boxes are denoted by 51. Each of these boxes contains a Peltier unit 52. The Peltier units 52 are connected to one another in series and connected to the terminals 53, 54 of the common power supply unit 55. This power supply unit has a transformer 56, which is to be connected to the normal supply network on the primary side via a connecting cable 57. Rectifiers 58 and common filter means 59 are provided on the secondary side. Between the secondary side 60 of the transformer 56 and the rectifiers 58 there are changeover switches 61 and 62 which, in the switching position a shown, enable the three cool boxes shown to be connected. If you only want to connect two cool boxes, the switches 61 and 62 are set to the middle position b . When connecting only one cooling

Claims

PATENT CLAIMS:

1. Device for exploiting the Peltier effect with several Peltier units, which are used to cool several cold rooms with different cooling temperatures and to which a common power supply is assigned, characterized in that the device consists of two or more separately insulated and separately mountable cooling units, each equipped with a Peltier unit or with several Peltier units, as cool boxes with z. B. 5 to 10 1 content and are preferably to be combined to form a refrigeration unit to be determined by the consumer.

2. Device according to claim 1, characterized in that that the individual cooling units are suitable for the specific purpose (e.g. normal refrigerator compartment, Butter compartment, bottle compartment or the like) are adapted in size and interior

3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the individual Peltier units assigned to cooling units as single or, if appropriate, multiple, uniform units Structural units (for z. B. 1 volt, 12 amps) are carried out, the z. B. in series the common power supply are assigned.

4. Apparatus according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the individual Peltier units associated with cooling units each have a special rectifier and together with this in parallel with the same voltage to a common Transformer with a common screening device are connected.

5. Device for exploiting the Peltier effect with several Peltier units that are used for Cooling several cold rooms with different cooling temperatures are used and which have a common Power supply is assigned, in particular according to claim 1 or according to one of the following claims, characterized in that the common power supply has such a dimensioning, that it is used both for direct current supply to one or more Peltier units Household appliances (e.g. cool boxes, bottle coolers, hot or cold water storage tanks or the like) as well possibly other direct current consumers in the household can be used.

Considered publications:
U.S. Patents Nos. 413 136, 426 781,
716.

1 sheet of drawings