DE1680846B1

DE1680846B1 - Peltier element cooling arrangement for motor vehicles

Info

Publication number: DE1680846B1
Application number: DE19651680846D
Authority: DE
Inventors: Siegfried Dr-Ing Kofink
Original assignee: J Eberspaecher GmbH and Co KG
Current assignee: Eberspaecher Climate Control Systems GmbH and Co KG
Priority date: 1965-07-29
Filing date: 1965-07-29
Publication date: 1971-04-22

Description

Die Erfindung betrifft eine Peltierelement-Kühlanordnung für Kraftfahrzeugkabinen, bestehend aus zwei Kanälen zur getrennten Luftführung entlang der in einem doppelschalig ausgebildeten Dach angeordneten Peltierelemente und mindestens je einem Gebläse zum Transport der zu kühlenden Luft in den Innenraum des Fahrzeugs und zum Transport der Kühlluft für die Peltierelemente, welch letzteres in dem dem Innenraum des Fahrzeugs abgewandten Raum hinter den Peltierelementen angeordnet ist.The invention relates to a Peltier element cooling arrangement for motor vehicle cabins, consisting of two ducts for separate air guidance along the Peltier elements arranged in a double-shell roof and at least one fan each for transporting the air to be cooled into the interior of the vehicle and for transporting the cooling air for the Peltier elements , which latter is arranged in the space facing away from the interior of the vehicle behind the Peltier elements.

Bei einem bekannten Gerät dieser Art ist die Anordnung unterhalb eines Fensters getroffen. Dabei ist in einem Gehäuse eine rotierende Scheibe mit Peltierelementen angeordnet, welche beidseitig Schaufeln trägt, mit welchen die Uniluft bzw. die Zimmerhift angesaugt und nach Berührung mit der warmen bzw. kalten Seite der Peltierelemente wieder zurückgeleitet wird.In a known device of this type, the arrangement is below a Window hit. A rotating disk with Peltier elements is in a housing arranged, which carries blades on both sides with which the Uniluft or the Zimmerhift sucked in and after contact with the warm or cold side of the Peltier elements is returned again.

Derartige Anordnungen bedingen infolge der am Rotor angeordneten Peltierelemente Schleifringe und Bürsten zur übertragung des Stromes. Man benötigt außerdem Leitungen, die einen Teil der Kühlleistung wieder im Wärmetausch mit der Umgebung zunichte machen.Such arrangements require the Peltier elements arranged on the rotor Slip rings and brushes for the transmission of electricity. You also need lines which destroy part of the cooling capacity in the heat exchange with the environment do.

In der USA.-Patentschrift 3 138 934 ist eine Peltierelementanordnung beschrieben, bei welcher mittels Peltiereleinenten die Innenluft eines Kraftfahrzeugs wahlweise gekühlt oder aufgeheizt werden kann, je nach Vornahme der elektrischen Schaltung. Die gesamte Kühleinrichtung ist dabei ein getrenntes Bauelement, welches erst nachträglich in ein Fahrzeugdach eingesetzt wird. Bei dieser Anordnung erfolgt die Einleitung der gekühlten bzw. aufgeheizten Luft durch Luftaustrittsschlitze oberhalb der Windschutzscheibe. Die Anordnung hat den Nachteil, daß der Fahrer von der gekühlten Luft angeblasen wird. Außerdem ist die Anordnung viel zu aufwendig und für PKW ungeeignet infolge der sehr hoben, das Dach des Fahrzeugs erheblich überragenden Anordnung der erforderlichen Gebläsetürme.In the USA. Patent 3,138,934 a Peltier element arrangement is described in which by means of Peltiereleinenten the inside air of a motor vehicle can be selectively cooled or heated, depending on making the electrical circuit. The entire cooling device is a separate component that is only subsequently inserted into a vehicle roof. With this arrangement, the cooled or heated air is introduced through air outlet slots above the windshield. The arrangement has the disadvantage that the driver is blown by the cooled air. In addition, the arrangement is much too complex and unsuitable for cars due to the very raised arrangement of the required fan towers, which considerably protrudes from the roof of the vehicle.

Ferner sind KüMeinrichtungen an Kraftfahrzeugen bekannt, bei denen durch einen mit Lüftungsschlitzen versehenen Kanal Frischluft der Fahrzeugkabine zugeführt wird. Mit diesen Anordnungen ist eine Klimatisierung des Innenraumes jedoch nicht möglich. Es ist durch die französische Patentschrift 1166 596 bekanntgeworden, in dem doppelschalig ausgebildeten Dach Kühlelemente - Peltierelemente - anzuordnen und die Luft anschließend zu trocknen. Da jedoch bei dieser Anordnung die gesamte Luftmenge an den Peltierelementen vorbeigeleitet werden muß, ist ebenfalls eine Klimatisierung des Innenraumes unmöglich wegen der zu großen Luftmengen.Furthermore, cooling devices on motor vehicles are known in which fresh air is supplied to the vehicle cabin through a duct provided with ventilation slots. However, air conditioning of the interior is not possible with these arrangements. It has become known from French patent specification 1166 596 to arrange cooling elements - Peltier elements - in the double-shell roof and then to dry the air. However, since with this arrangement the entire amount of air has to be bypassed the Peltier elements, air conditioning of the interior is also impossible because of the excessively large amounts of air.

Der Erlmdung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kühlanordnung mittels Peltierelementen aufzuweisen, mittels derer eine echte Klimatisierung des Fahrzeuginnenraumes bei geringstmöglichem Aufwand erreicht wird.The explanation is based on the task of a cooling arrangement by means of To have Peltier elements, by means of which a real air conditioning of the vehicle interior is achieved with the least possible effort.

Die Aufgabe wird bei einer Kühlanordnung der eingangs genannten Art erlmdungsgemäß dadurch gelöst, daß in an sich bekannter Weise als Gebläse Querstromgebläse verwendet werden, wobei das Gebläse für die zu kühlende Luft vor den Peltierelementen angeordnet ist.The task is in a cooling arrangement of the type mentioned According to the invention, this is achieved in that a cross-flow fan is used as a fan in a manner known per se can be used, with the fan for the air to be cooled in front of the Peltier elements is arranged.

Mit dieser Anordnung wird erreicht, daß mit geringem Aufwand die beiden Luftströme getrennt an den entsprechenden Flächen der Kühlelemente vorbeigeführt werden, und außerdem wird eine größte Ausnützung der Kühlleistung bei relativ geringem Stromverbrauch erreicht. Ferner ist die Anordnung im Fahrzeug nicht störend, weil die Anordnung selbst in Dachdoppelschalen, die in geringerem Ab- stand voneinander angeordnet sind, ohne weiteres untergebracht werden kann.With this arrangement it is achieved that the two air streams are passed separately past the corresponding surfaces of the cooling elements with little effort and, moreover, the greatest possible utilization of the cooling capacity is achieved with relatively low power consumption. Further, the arrangement in the vehicle is not disturbing because the array are spaced apart even in the double roof shells, which was less waste, can be accommodated readily.

In vorteilhafter Weise wird gemäß der Erfindung der Fahrtwind zur Kühlung der warmen Seite genutzt, indem an der Bugseite des Fahrzeugs ein Staueinlaß und/oder an der Heckseite, eine Ejektorabsaugung vorgesehen sind, durch welche der Kanalwiderstand ohne weiteres zu kompensieren ist und das Gebläse für die Kühlluft unter Umständen sogar abgeschaltet werden kann. Gleichzeitig wird natürlich auch die Dachaußenfläche durch den Fahrtwind gekühlt und somit Wärme abgeführt. Diese Wirkung wird verstärkt, wenn die Dachhaut außen, vorzugsweise auch innen, und zumindest im Bereich der Peltierelemente aus einem strahlungsreflektierenden Material, z. B. Aluminium, ausgeführt ist.Advantageously, according to the invention, the airflow is to Cooling of the warm side is used by installing a stowage inlet at the front of the vehicle and / or on the rear side, an ejector suction is provided through which the Duct resistance is easily compensated and the fan for the cooling air can even be switched off under certain circumstances. At the same time, of course, will the outside surface of the roof is cooled by the airflow and thus heat is dissipated. These Effect is reinforced if the roof skin is outside, preferably inside, and at least in the area of the Peltier elements made of a radiation-reflecting material, e.g. B. aluminum is executed.

In der Zeichnung ist die Erfindung schematisch in Verbindung mit einem Personenkraftfahrzeug dargestellt.In the drawing, the invention is shown schematically in connection with a Passenger vehicle shown.

Mit 1 ist die Fahrzeugkabine bezeichnet. 2 sind die mit Leitrippen 3 a und 3 b versehenen Peltierelemente, die in eine Trennwand 6 eingebettet sind. Die Trennwand 6 unterteilt den zwischen dem Außendach 7 a und dem I-Ernrnel 7 b gebildeten Kanal in zwei voneinander abgeschlossene Strömungskanäle 4 a und 4 b. Die walzenförmigen Querstromgebläse 5 a und 5 b sind erfindungsgemäß vor und nach der Peltierelement-Anordnung 2 in den Mulden 6 a und 6 b der Trennwand 6 in den Strömungskanälen 4 a und 4 b angeordnet. Der Pfeil a vor der Windschutzscheibe 8 veranschaulicht die Aufrichtung des Fahrtwindes und der Lufteinführung in den Kanal 4 a; der Pfeil b zeigt den Austritt aus dem Kanal 4 a, der von der Dachaußenhaut 7 a und der Trennwand 6 gebildet ist. An der gegenüberliegenden Heckseite ist die Dachaußenhaut 7 a scharfkantig ausgebildet. Die Pfeile b zeigen ferner das Abreißen der Strömung, wodurch eine Absaugwirkung durch den Kanal 4 a erzielt wird. Unter Umständen kann bei Fahrt daher das Gebläse 5 a ausgeschaltet werden. Die Kabineninnenluft wird durch das Gebläse 5 b umgewälzt, das durch die öffnungen 8 a in dem I-Emmel 7 b vor dem Gebläse 5 b die Kabinenluft ansaugt und nach Kühlung an den Austauschflächen 3 b der Peltierelemente 2 durch die öffnungen 8 b von oben über die gesamte Kabine 1 verteilt.The vehicle cabin is denoted by 1. 2 are the Peltier elements provided with guide ribs 3 a and 3 b , which are embedded in a partition 6. The partition 6 divides the channel formed between the outer roof 7 a and the I-Ernrnel 7 b into two mutually closed flow channels 4 a and 4 b. According to the invention, the cylindrical cross-flow fans 5 a and 5 b are arranged before and after the Peltier element arrangement 2 in the troughs 6 a and 6 b of the partition 6 in the flow channels 4 a and 4 b . The arrow a in front of the windshield 8 illustrates the direction of the airflow and the introduction of air into the channel 4 a; the arrow b shows the exit from the channel 4 a, which is formed by the outer roof skin 7 a and the partition wall 6 . On the opposite rear side, the outer roof skin 7 a is sharp-edged. The arrows b also show the tearing off of the flow, whereby a suction effect is achieved through the channel 4 a. Under certain circumstances, the fan 5 a can therefore be switched off while driving. The cabin air is circulated by the fan 5 b , which sucks in the cabin air through the openings 8 a in the I-Emmel 7 b in front of the fan 5 b and after cooling on the exchange surfaces 3 b of the Peltier elements 2 through the openings 8 b from above the entire cabin 1 distributed.

Man sieht, daß die erfliidungsgemäße Anordnung wenig Raum unter dem Kabinendach einnimmt und günstigste Ausnützuno, der Kühlleistung der Peltierelemente 2 möglich ist.It can be seen that the arrangement according to the invention has little space under the The cabin roof takes and the most favorable utilization, the cooling capacity of the Peltier elements 2 is possible.

Um bei stehendem Fahrzeug eine Auffieizung der Austauschflächen 3 a der warmen Seite der Peltierelemente 2 zu vermeiden, ist zwischen diesen und der Dachaußenhaut 7 a ein Luftspalt 10 belassen.To avoid Auffieizung the exchange surfaces 3 a of the warm side of the Peltier elements 2 when the vehicle is a, an air gap 10 left between these and the outer roof skin. 7

Claims

Claims: 1. Peltier element cooling arrangement for motor vehicle cabins, consisting of two ducts for separate air guidance along the Peltier elements arranged in a double-shell roof and at least one fan each for transporting the air to be cooled into the interior of the vehicle and for transporting the cooling air for the Peltier elements , the latter, in the abaewandten space is the interior of the vehicle located behind the Peltier elements d a d u rch g ekennze I -NET that manner known per se be used as a blower Querstromaebläse (5 a and 5 b) in a, wherein the fan ( 5 b) is arranged for the air to be cooled in front of the Peltier elements (3 a, 3 b) .

2. Peltier element cooling arrangement according to claim 1, characterized in that the circulating air duct of the warm side is provided with a storage inlet on the front side and / or an ejector suction on the rear side of the vehicle.